Том 38, номер 09, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты анализа элементов тензора анизотропии ветровой турбулентности в приземном слое атмосферы, вычисленных с использованием экспериментальных данных в разных пунктах наблюдения. Рассмотрены их статистика, сезонный и суточный ход, зависимости от температурной и ветровой стратификации в приземном слое. Отмечена высокая степень стабильности среднегодовых значений элементов, несмотря на их существенную изменчивость за короткое время. Анализ влияния температурной и ветровой стратификации приземного слоя на элементы тензора анизотропии показал, что в наибольшей степени стратификация влияет на диагональные элементы тензора. Полученные результаты могут быть использованы при решении задач, связанных с динамическими процессами в приземном слое атмосферы и распространением оптического излучения.

Ключевые слова:

анизотропия, ветер, приземный слой, стратификация, турбулентность

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Курбацкий А.Ф. Введение в моделирование турбулентного переноса импульса и скаляра. Новосибирск: ГЕО, 2007. 331 с.
2. Stiperski I., Chamecki M., Calaf M. Anisotropy of unstably stratified near-surface turbulence // Bound.-Lay. Meteorol. 2021. V. 180, N 3. P. 363–384. DOI: 10.1007/s10546-021-00634-0.
3. Guo X., Yang W., Zhou D. Eddy scale-wise topology underlying turbulence anisotropy illuminates the dissimilar transport of momentum, heat, and moisture in a stably stratified Katabatic flow // Bound.-Lay. Meteorol. 2024. V. 190, N 5. DOI: 10.1007/s10546-024-00866-w.
4. Mei A., Zhu Y., Zhou S., Liao Y., Huang C., Li M., Leng T. An investigation of the effect of stratification stability and saltation sand flux on the anisotropy of atmospheric surface layer wall turbulence // Phys. Fluids. 2024. V. 36, N 035161. DOI: 10.1063/5.0193821.
5. Liu H., Yuan R., Mei J., Sun J., Liu Q., Wang Y. Scale properties of anisotropic and isotropic turbulence in the urban surface layer // Bound.-Lay. Meteorol. 2017. V. 165, N 2. P. 277–294. DOI: 10.1007/s10546-017-0272-z.
6. Klip C. Turbulence anisotropy in the near-surface atmosphere and the evaluation of multiple outer length scales // Bound.-Lay. Meteorol. 2014. V. 151, N 1. P. 57–77. DOI: 10.1007/s10546-013-9884-0.
7. Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г. Вертикальные профили оптической турбулентности и оценка внешнего масштаба турбулентности над Байкальской астрофизической обсерваторией // Оптика атмосф. и океана. 2024. Т. 37, № 9. С. 808–814. DOI: 10.15372/AOO20240912. Shikhovtsev A.Yu., Kovadlo P.G. Vertical profiles of optical turbulence and estimates of turbulence outer scale above the Baykal astrophysical observatory // Atmos. Ocean. Opt. 2024. V. 37, N 6. P. 925–931. DOI: 10.1134/S1024856024701197.
8. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В., Шерстобитов А.М. Лидарные оценки степени анизотропии ветровой турбулентности в устойчивом пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 10. С. 808–818. DOI: 10.15372/AOO20191002.
9. Гладких В. А., Невзорова И.В., Одинцов С.Л., Федоров В. А. Экспериментальные оценки компонентов тензора анизотропии турбулентности в приземном слое атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27, № 9. С. 689–697; Gladkikh V.A., Nevzorova I.V., Odintsov S.L., Fedorov V.A. Experimental estimates of turbulence anisotropy tensor components in the surface air layer // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 1. P. 34–42.
10. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. № 7 (109). С. 21–25.
11. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н., Ганьшин Е.В., Горелик А.Г., Князев А.К., Миллер Е.А., Некрасов В.В., Точилкина Т.А., Шапошников А.Н. Современный опыт использования данных наземных микроволновых радиометрических систем для измерения параметров атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 6. С. 502–508. DOI: 10.15372/AOO20170609.
12. Egerer U., Cassano J.J., Shupe M.D., de Boer G., Lawrence D., Doddi A., Siebert H., Jozef G., Calmer R., Hamilton J., Pilz C., Lonardi M. Estimating turbulent energy flux vertical profiles from uncrewed aircraft system measurements: exemplary results for the MOSAiC campaign // Atmos. Meas. Tech. 2023. V. 16. P. 2297–2317. DOI: 10.5194/amt-16-2297-2023.
13. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 264 с.