Том 32, номер 10, статья № 2

Смалихо И. Н., Банах В. А., Фалиц А. В., Шерстобитов А. М. Лидарные оценки степени анизотропии ветровой турбулентности в устойчивом пограничном слое атмосферы. // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 10. С. 808–818. DOI: 10.15372/AOO20191002.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Для определения степени анизотропии ветровой турбулентности из измерений лидаром Stream Line мы использовали коническое сканирование зондирующим пучком, попеременно задавая углы места 35,3 и 60° перед каждым сканированием. Эксперимент с такой геометрией измерения был проведен нами на Базовом экспериментальном комплексе ИОА СО РАН в июле 2018 г. Анализ результатов измерения в ночное время при наличии в атмосфере низкоуровневого струйного течения (НСТ) показал, что дисперсия (интегральный масштаб) горизонтальной компоненты скорости ветра больше дисперсии (интегрального масштаба) вертикальной компоненты в 2,26 (3,4) раза. В центральной части НСТ интегральные масштабы горизонтальной и вертикальной компонент скорости ветра в среднем равны 183 и 54 м соответственно.

Ключевые слова:

когерентный доплеровский лидар, ветровая турбулентность, анизотропия, устойчивый пограничный слой атмосферы

Список литературы:

1. Eberhard W.L., Cupp R.E., Healy K.R. Doppler lidar measurement of profiles of turbulence and momentum flux // J. Atmos. Ocean. Technol. 1989. V. 6. P. 809–819.
2. Frehlich R.G., Hannon S.M., Henderson S.W. Coherent Doppler lidar measurements of wind field statistics // Bound.-Layer Meteorol. 1998. V. 86, N 1. P. 223–256.
3. Smalikho I.N., Köpp F., Rahm S. Measurement of atmospheric turbulence by 2-mm Doppler lidar // J. Atmos. Ocean. Technol. 2005. V. 22, N 11. P. 1733–1747.
4. Frehlich R.G., Meillier Y., Jensen M.L., Balsley B., Sharman R. Measurements of boundary layer profiles in urban environment // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2006. V. 45, N 6. P. 821–837.
5. Banta R.M., Pichugina Y.L., Brewer W.A. Turbulent velocity-variance profiles in the stable boundary layer generated by a nocturnal low-level jet // J. Atmos. Sci. 2006. V. 63. P. 2700–2719.
6. Банах В.А., Смалихо И.Н., Пичугина Е.Л., Брюер А. Репрезентативность измерений скорости диссипации энергии турбулентности сканирующим когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 966–972; Banakh V.A., Smalikho I.N., Pichuginа Е.L., Brewer W.A. Representativeness of measurements of the dissipation rate of turbulence energy by scanning Doppler lidar // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 1. P. 48–54.
7. O’Connor E.J., Illingworth A.J., Brooks I.M., Westbrook C.D., Hogan R.J., Davies F., Brooks B.J. A method for estimating the kinetic energy dissipation rate from a vertically pointing Doppler lidar, and independent evaluation from balloon-borne in situ measurements // J. Atmos. Ocean. Technol. 2010. V. 27, N 10. P. 1652–1664.
8. Sathe A., Mann J. A review of turbulence measurements using ground-based wind lidars // Atmos. Meas. Tech. 2013. V. 6, N 11. P. 3147–3167.
9. Sathe A., Mann J., Vasiljevic N., Lea G. A six-beam method to measure turbulence statistics using ground-based wind lidars // Atmos. Meas. Tech.: Discuss. 2014. V. 7. P. 10327–10359.
10. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В., Руди Ю.А. Определение скорости диссипации энергии турбулентности из данных, измеренных лидаром «Stream Line» в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 10. С. 901–905.
11. Newman J.F., Klein P.M., Wharton S, Sathe A., Bonin T.A., Chilson P.B., Muschinski A. Evaluation of three lidar scanning strategies for turbulence measurements // Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 9, N 5. P. 1993–2013.
12. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В. Лидарные измерения параметров ветровой турбулентности в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 4. С. 342–349.
13. Smalikho I.N., Banakh V.A. Measurements of wind turbulence parameters by a conically scanning coherent Doppler lidar in the atmospheric boundar layer // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10, N 11. P. 4191–4208.
14. Stephan A., Wildmann N., Смалихо И.Н. Измерения параметров ветровой турбулентности лидаром Windcube 200s в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 10. С. 815–820.
15. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В. Лидарные исследования ветровой турбулентности при наличии в атмосфере низкоуровневого струйного течения // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 9. С. 716–724.
16. von Kàrmàn T. Progress in the statistical theory of turbulence // Proc. of the National Academy of Science. 1948. V. 34, N 11. P. 530–539. DOI: 10.1073/pnas.34.11.530.
17. Смалихо И.Н., Банах В.А. Точность оценивания скорости диссипации энергии турбулентности из измерений ветра импульсным когерентным доплеровским лидаром при коническом сканировании зондирующим пучком. Часть I. Алгоритм обработки лидарных данных // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 3. С. 213–219; Smalikho I.N., Banakh V.A. Accuracy of estimation of the turbulent energy dissipation rate from wind measurements with a conically scanning pulsed coherent Doppler lidar. Part I. Algorithm of data processsing // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 5. P. 404–410.
18. Smalikho I. Techniques of wind vector estimation from data measured with a scanning coherent Doppler lidar // J. Atmos. Ocean. Technol. 2003. V. 20, N 2. P. 276–291.
19. Banakh V.A., Smalikho I.N., Falits V.A. Estimation of the turbulence energy dissipation rate in the atmospheric boundary layer from measurements of the radial wind velocity by micropulse coherent Doppler lidar // Opt. Express. 2017. V. 25, N 19. P. 22679–22692.
20. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 263 с.