Том 33, номер 11, статья № 9

Одинцов С. Л., Гладких В. А., Камардин А. П., Невзорова И. В. Высота области интенсивного турбулентного теплообмена в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Часть 2: Взаимосвязь с приземными метеорологическими параметрами. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 11. С. 880–889. DOI: 10.15372/AOO20201109.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Вторая часть статьи посвящена анализу взаимосвязи высот области интенсивного турбулентного обмена и соответствующих им градиентов температуры в пограничном слое атмосферы с приземными значениями скорости ветра и вертикального турбулентного потока тепла. Рассматриваются только случаи инверсий температуры зимой (январь – февраль 2020 г.). Вводится разделение инверсий на два типа (приземные и приподнятые) и четыре формы; для них получена статистика высоты области турбулентного теплообмена. По итогам анализа сделан вывод, что в условиях температурных инверсий отсутствует прямая (хорошо выраженная) связь между высотой слоя интенсивного турбулентного теплообмена и приземными значениями скорости ветра и турбулентного потока тепла.

Ключевые слова:

инверсия температуры, пограничный слой атмосферы, приземный слой, скорость ветра, содар, температурный профилемер, турбулентный теплообмен, ультразвуковой анемометр-термометр

Иллюстрации:
Список литературы:

1. Seibert P., Beyrich F., Gryning S.E.S.E., Joffre S., Rasmussen A., Tercier P. Review and intercomparison of operational methods for the determination of the mixing height // Atmos. Environ. 2000. V. 34, N 7. P. 1001–1027.
2. Burlando M., Georgieva E., Ratto C.F. Parameterisation of the planetary boundary layer for diagnostic wind models // Bound.-Lay. Meteorol. 2007. V. 125, N 2. P. 389–397.
3. Holdsworth A.M., Monahan A.H. Turbulent collapse and recover in the stable boundary layer using an idealized model of pressure-driven flow with a surface energy budget // J. Atmos. Sci. 2019. V. 76, N 5. P. 1307–1327.
4. Зилитинкевич С.С., Тюряков С.А., Троицкая Ю.И., Мареев Е.А. Теоретические модели высоты пограничного слоя атмосферы и турбулентного вовлечения на его верхней границе // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2012. Т. 48, № 1. С. 150–160. 
5. Юшков В.П., Курбатова М.М., Варенцов М.И., Лезина Е.А., Курбатов Г.А., Миллер Е.А., Репина И.А., Артамонов А.Ю., Каллистратова М.А. Моделирование городского острова тепла в период экстремальных морозов в Москве в январе 2017 г. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2019. Т. 55, № 5. C. 13–31.
6. Курбацкий А.Ф., Курбацкая Л.И. Исследование устойчивого пограничного слоя c использованием явной алгебраической модели турбулентности // Теплофизика и аэромеханика. 2019. Т. 26, № 3. С. 363–380.
7. Курбацкая Л.И., Курбацкий А.Ф. Вычислительно-эф­фективная модель турбулентности для моделирования рассеяния загрязнений // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 524–528.
8. Argentini S., Mastrantonio G., Lena F. Case studies of the wintertime convective boundary-layer structure in the urban area of Milan, Italy // Bound.-Lay. Meteorol. 1999. V. 93. N 2. P. 253–267.
9. Pietroni I., Argentini S., Petenko I., Sozzi R. Measurements and parametrizations of the atmospheric boundary-layer height at Dome C, Antarctica // Bound.-Lay. Meteorol. 2012. V. 143, N 1. P. 189–206.
10. Piringer M., Joffre S., Baklanov A., Cristen A., Deserti M., De Ridder K., Emeis S., Mestayer P., Tombrou M., Middleton D., Baumann-Stanzer K., Dandou A., Karppinen A., Burzynski J. The surface energy balance and the mixing height in urban areas – activities and recommendations of COST-Action 715 // Bound.-Lay. Meteorol. 2007. V. 124, N 1. P. 3–24.
11. Sgouros G., Helmis C.G., Degleris J. Development and application of an algorithm for the estimation of mixing height with the use of a SODAR-RASS remote sensing system // Int. J. Remote Sens. 2011. V. 32, N 22. P. 7297–7313.
12. Kryza M., Drzeniecka-Osiadacz A., Werner M., Netzel P., Dore A.J. Comparison of the WRF and sodar derived planetary boundary layer height // Int. J. Environ. Pollut. 2015. V. 58, N 1–2. P. 3–14.
13. Локощенко М.А. Динамика термической турбулентности в нижней атмосфере Москвы по данным содарного зондирования // Метеорол. и гидрол. 2006. № 2. С. 35–46.
14. Камардин А.П., Коханенко Г.П., Невзорова И.В., Пеннер И.Э. Совместные исследования структуры пограничного слоя атмосферы на основе лидарных и содарных измерений // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 6. С. 534–537.
15. Li H., Yang Y., Hu X.M., Huang Z., Wang G., Zhang B., Zhang T. Evaluation of retrieval methods of daytime convective boundary layer height based on lidar data // J. Geophys. Res. Atmos. 2017. V. 122, N 8. P. 4578–4593.
16. Brooks I.M. Finding boundary layer top: Application of a wavelet covariance transform to lidar backscatter profiles // J. Atmos. Ocean. Tech. 2003. V. 20, Iss. 8. P. 1092–1105.
17. Tombrou M., Founda D., Boucouvala D. Nocturnal bounary layer height prediction from surface routine meteorological data // Meteorol. Atmos. Phys. 1998. V. 68, N 3–4. P. 177–186.
18. Georgoulias A.K., Papanastasiou D.K., Melas D., Amiridis V., Alexandri G. Statistical analysis of boundary layer heights in a suburban environment // Meteorol. Atmos. Phys. 2009. V. 104, N 1–2. P. 103–111.
19. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзорова И.В. Высота области интенсивного турбулентного теплообмена в устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы. Часть 1: Методика оценок и статистика // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33. №10. С. 782-790.
20. Камардин А.П., Гладких В.А., Одинцов С.Л., Федоров В.А. Метеорологический акустический доплеровский локатор (содар) «ВОЛНА-4М-СТ» // Приборы. 2017. № 4. С. 37–44.
21. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н. Методические рекомендации по использованию данных дистанционных измерений профилей температуры в пограничном слое микроволновыми профилемерами: теория и практика. Долгопрудный: Физматкнига, 2015. 171 с.
22. Кадыгров Е.Н. Микроволновая радиометрия атмосферного пограничного слоя – метод, аппаратура, результаты измерений // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 7. С. 697–704.
23. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7. С. 21–25.
24. Гладких В.А., Одинцов С.Л. Турбулентный поток тепла в приземном слое атмосферы и его влияние на внешний масштаб турбулентности // Изв. вузов. Физика. 2017. № 6. С. 128–134.
25. Kamardin A.P., Gladkikh V.A., Mamyshev V.P., Nevzorova I.V., Odintsov S.L., Trofimov I.V. Estimation of the height of intense turbulent heat exchange layer in the stably stratified atmospheric boundary layer // Proc. SPIE. 2020 (в печати).