论大气边界层的局地相似性

本文利用日本气象厅研究所在筑波市213m气象塔1983年观测的湍流资料验证了大气边界层的局地相似性,求出了相似性函数的经验常数.进一步建立了局地湍流统计量同近地面层和边界层顶湍流通量之间的关系.     

局地相似性关系在城市边界层中的适用性验证

利用中国科学院大气物理研究所325 m铁塔在2003年8月期间47和120 m高度上的湍流观测资料,对局地相似性关系在城市边界层的适用性进行了检验。结果表明：47 m高度仍属于城市冠层之上的近地面常通量层,莫宁－奥布霍夫相似性关系基本适用。但120 m高度则基本属于近地面层与自由对流层之间的过渡高度,在该处,相似性关系部分适用。同时,给出了不同的层结稳定度条件下47和120 m高度上的无量纲速度和温度标准差与稳定度之间的局地相关表达式。     

局地相似性理论在林地及林木湿地下垫面塔层中的应用研究

对局地相似性理论在“粗糙副层”范围的林地及在塔层范围的林木湿地下垫面大气边界层的适用性进行了研究。结果表明，对于二阶或更高阶的统计参数，局地相似性理论在林地及林木湿地是有效的。无量纲速度、垂直速度三阶矩、温度、湿度仅是无量纲长度ζ=z-d/L1的函数。其中，在对σT/T*l的分析中发现，σT/T*l按感热通量分层明显，感热通量大的数据点能更好地符合相似性关系。类似地，潜热通量大的数据点σT/T*l相似性关系也很好。     

呼和浩特市低空风的特征分析

根据呼和浩特市地面气象站多年资料和高空站近10年探空资料，分析了该地地面风的特征、风的垂直分布和日变化特征等。给出了呼和浩特市近地层600m以下低空风速随高度变化的幂指数以及冬、夏季各类温度层结下的平均风速廓线。指出：呼和浩特市冬季多受局地环流控制，小风和静风频率高，大气污染物不易被稀释和扩散，是造成城市大气污染的重要原因。     

稳定层结下近地层垂直风速方差σW／U＊相似性的理论探讨

利用相似性理论，假设在稳定层结下近地层的垂直风速方差σＷ是高度Ｚ的弱函数，推导得到了近地层的σＷ／Ｕ＊与Ｚ／Ｌ的函数关系式。该式可以解释稳定层结下的σＷ／Ｕ＊非常数等事实。     

2003-06-19平顶山局地冰雹天气成因分析

利用实时资料，分析了平顶山2003年6月19日局地冰雹天气的环流背景、地面形势、大气不稳定层结及单站要素，揭示了冰雹天气的成因。     

大气边界层湍流温度序列的信息熵分析

利用大气边界层内近地面的大气湍流温度时间序列，运用功率谱分析、信息熵分析等方法，分析了大气边界层内近地面的大气湍流特点，并对稳定层和不稳定层的大气湍流进行了对比。结果表明，信息熵和功率谱指数是区别稳定层结和不稳定层结大气边界层湍流特征的指标，对造成两者之间的差别做出了对应的解释。     

城郊大气近地面层湍流特征的初步研究

本文对北京城郊近地面层的大气湍流特征做了初步的研究.结果表明,以局地稳定度参数z/L代替通常的Monin-Obukhov稳定度参数,对湍流的二阶矩以及谱和协谱的惯性副区特征而言,均匀近地面层湍流的相似理论可以推广到城郊近地面层湍流的情形,但谱和协谱的低频(含能区)特征发生显著的变化:含能区谱密度往往由许多尖峰构成;在某些低频范围上,湍流运动的垂直分量可能比水平分量强得多.在城郊近地面层中,湍流动能的产生与耗散基本上是平衡的.     

气象知识

<正>雾与城市雾:雾是悬浮在近地面层大气中大量微细水滴的可见集合体。是近地面层空气中水汽凝华的结果。城市雾是发生在受人类活动影响最集中的城区及其相关设施(机场、港口及高速公路等)的雾,城市雾的出现往往叠加了城市环境和人类活动的影响。雾本身就具有局地性的特征,而城市雾则是发生在局地性极强的城市环境中的雾。二十四节气:二十四节气是根据地球在环绕太阳运行的轨道上所处位置划定的,属     

包含局地自由对流的Monin—Obukhov相似性函数

本文从湍流产生和发展的本质出发,以湍流动能和湍流混合长为湍流输送的决定因子,用因次分析的方法得到了一套可包括局地自由对流在内的不稳定大气近地层Monin－Obukhov相似性函数。这套相似性函数不仅有较充分的理论依据,而且还有较明确的物理含意。它能在极端情况下自动蜕化出局地自由对流相似性预测形式。     

ON SIMILARITY AND THE TURBULENT STRUCTURE IN THE STABLE BOUNDARY LAYER

In the stably stratified boundary layer,the vertical flux profiles for momentum and heat can be obtained froman atmospheric boundary layer model which includes parameterization of the long-wave radiation.In addi-tion,the Monin-Obukhov similarity theory can be extended to the whole boundary layer by using the local tur-bulent scales L(z),U.(z)and 0.(z)in place of surface layer scales.The similarity predictions are ingood agreement with observational data.     

HEIFE戈壁地区近地层大气的湍流结构和输送特征

根据黑河地区地气相互作用实验研究(HEIFE)1988年POP和1990年PIOP实验的观测资料,分析了戈壁地区近地层大气的湍流结构,主要是风速分量和温度方差的相似关系,以及各有关量的功率谱和湍流通量的协谱。1988年POP期间发现的戈壁近地层大气中白天经常出现的水汽由上而下输送等特殊现象,在1990年PIOP中得到进一步的验证。文中分析了有关物理机制,认为这一现象和众所周知的“绿洲效应”是戈壁-绿洲这一地区性中尺度环流影响的两个侧面。     

近地层相似理论适用的分析研究

利用实测的脉动场与平均场同步梯度观测资料研究近地层相似理论的适用性。结果表明：理论的核心——近地层为常数通量层的近似假设在有植被陆面上是基本不成立的。Ｗ′Ｔ′随高度明显减小；摩擦速度ｕ＊在３０ｍ高度范围内可增大２４％左右。用相似理论关系式（或称作廓线通量法）得到的通量值只代表某高度层以下的平均值     

组合法确定近地面层湍流通量和通用函数

本文发展了确定近地面层湍流通量的组合法,得到了它们的一般表达式。并用这种方法确定近地面层MO相似性函数。利用ITCE的观测资料作为实例计算,结果表明这种方法是可行的。     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their generalrepresentations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be de-termined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER*

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their general representations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be determined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

边界层局地相似理论在草原下垫面的适用性检验

利用锡林浩特草原平坦下垫面塔层湍流资料,对常值通量层的高度进行了估计,检验了局地相似理论在均匀草原下垫面的适用性,对Monin-Obukhov相似理论和局地相似理论在常值通量层以上的大气边界层的适用性进行了比较。结果表明:(1)对于锡林浩特草原来说,常值通量层厚度在50m左右;(2)通过分析无量纲风速和温度梯度、无量纲风速方差、无量纲标量(温度T、水汽q、CO2浓度C)方差与稳定度z/L之间的关系,验证了局地相似理论在均匀草原下垫面70m以下大气边界层的适用性;(3)感热通量尺度与浮力长度尺度之间存在线性关系;(4)从经典Monin-Obukhov长度、局地Monin-Obukhov尺度和浮力长度尺度的对比分析来看,局地尺度更适用于50m以上的大气边界层,而浮力长度尺度不适用于50m以上的大气边界层。