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相似文献
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1.
HUBEX试验区近地面层的湍流输送   总被引:8,自引:1,他引:7  
1998年淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)期间曾进行了1个月的近地面层湍流观测.分析不稳定条件下湍流的统计特性和谱特征,并与Monin-Obukhov相似理论进行了比较.结果表明,不稳定的时候各湍流量的统计特征与相似理论的预期相符.虽然不稳定条件下温度和湿度涨落的相关系数很高,谱的式样也相近,但湿度谱的峰值频率高于温度谱.协谱曲线的形状显示感热通量的谱峰较宽,表现出w和T在较宽范围的强相关性,而水汽通量谱在高频段下降很快,说明水汽的输送更多地出现在低频部分.从谱相关系数可见,在近中性的时候,各尺度湍流涡的热量输送效率普遍较低,随着不稳定性增强而显著提高.分析还发现,不论不稳定性的程度如何,小尺度湍流的水汽输送效率都较低.水汽通量谱的相关系数随稳定度的变化不如热通量的谱相关系数大,表明近中性时除小尺度湍流外其他湍流涡的水汽输送效率高于热量输送.  相似文献   

2.
天津市郊大气边界层湍谱特征分析   总被引:10,自引:2,他引:10  
王存忠  曹文俊 《气象学报》1994,52(4):484-492
用1990年7月在天津市郊的观测资料,计算了风速谱、温度谱及动量和热量通量的协谱。结果表明,市郊下垫面上的大气湍流谱特征与平坦地形上得到的典型结果基本一致,但满足各向同性的湍流尺度似乎比在平坦地形上的略大,谱的峰值频率区域略窄,谱的低频区(含能区)特征与平坦地形上的情况也不同。  相似文献   

3.
南京市近地层湍流结构及输送特征研究   总被引:8,自引:2,他引:6  
陈铭夏  李宗恺 《气象科学》2000,20(2):111-119
本文利用"城市生物气溶胶研究”中的超声风温仪观测资料,对南京市近地层大气的湍流强度、相关系数、速度谱及通量输送等进行研究,得到南京市近地层湍流结构及输送特征的一些结论.  相似文献   

4.
青藏高原五道梁地区湍流输送特征的研究   总被引:25,自引:11,他引:25  
祁永强  王介民 《高原气象》1996,15(2):172-177
根据1994年6-7月在青藏高原五道梁地区的湍流脉动观测资料,分析了该地区近地层能量平衡、感热和谱热的日变化及湍流强度和端流谱特征。结果表明:晴天该地区近地层能量基本平衡,各能量分量的日变化与常情况相同;白天感热通量的输送占主导地位,潜热通量占次要地位,符合半干旱的一般特征。  相似文献   

5.
长江三角洲常熟地区近地层湍流特征的研究   总被引:5,自引:1,他引:5  
利用1999年5-9月长江三角洲常熟地区的湍流脉动观测资料,分析了该地区感热,潜热和动量通量的日变化以及湍流强度和湍流谱特征,结果表明:该地区各能量的日变化与常见情况相同,白天潜热通量的输送占主导地位,感热通量比潜热小得多,且湍流的日变化与天气的关系非常密切,晴天比阴天要大得多。湍流强度和湍流谱的分析结果表明,在近中性条件下,常熟地区各方向湍流强度接近典型平坦下垫面的值。非中性条件下,垂直方向规一化标准差与稳定度的关系都较好地满足1/3次幂定律,水平方向没有垂直方向上的规律好,特别是稳定条件下,数据点分散性大;各风速分量变在高频段满足理论上的-2/3次幂定律,纵向和垂直方向速度谱的峰值频率与典型平坦下垫面上的结果一致,总体输送系数CD,CH与稳定度的关系密切,随稳定度增加有减小的趋势。  相似文献   

6.
长江三角洲常熟地区近地层湍流特征的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
利用1999年5~9月长江三角洲常熟地区的湍流脉动观测资料,分析了该地区感热、潜热和动量通量的日变化以及湍流强度和湍流谱特征,结果表明该地区各能量的日变化与常见情况相同,白天潜热通量的输送占主导地位,感热通量比潜热小得多,且湍流的日变化与天气的关系非常密切,晴天比阴天要大得多.湍流强度和湍流谱的分析结果表明,在近中性条件下,常熟地区各方向湍流强度接近典型平坦下垫面的值.非中性条件下,垂直方向规一化标准差与稳定度的关系都较好地满足1/3次幂定律,水平方向没有垂直方向上的规律好,特别是稳定条件下,数据点分散性大;各风速分量谱在高频段满足理论上的-2/3次幂定律,纵向和垂直方向速度谱的峰值频率与典型平坦下垫面上的结果一致.总体输送系数CD、CH与稳定度的关系密切,随稳定度增加有减小的趋势.  相似文献   

7.
从湍流经典理论到大气湍流非平衡态热力学理论   总被引:2,自引:0,他引:2  
湍流是日常生活中一种普遍的自然现象,也是经典物理学仍未完全解决的难题。湍流更是大气运动的最基本特征。本文系统地回顾了大气湍流经典理论发展简史,进一步详细介绍了大气湍流非平衡态热力学理论。大气湍流非平衡态热力学理论在熵平衡方程中引入动力过程,进而统一推导出大气湍流输送的Fourier定律、Flick定律和Newton定律,证明了Dufour效应、Soret效应、可逆动力过程与热力不可逆湍流输送过程之间的交叉耦合效应,以及湍流强度定理。这些定律和定理中得到了观测的事实验证,同时它们的唯象系数也由观测资料所确定。湍流强度定理揭示,湍流发展的宏观原因是速度和温度的剪切效应,Reynolds湍流和Rayleigh-Bénard湍流共存于大气湍流中。热力过程和动力过程间耦合效应现象的发现突破了传统湍流输送理论,即Fourier定律、Flick定律和Newton定律的观点——一个宏观量的输送通量等价于这个宏观量的梯度湍流输送通量。热力和动力过程间的耦合原理认为,一个宏观量的输送通量包括这个量的梯度湍流输送通量和速度耦合输送通量两部分。因此,能量和物质的垂直输送通量除了相应物理量梯度造成的湍流输送外,还应包括垂直速度耦合效应,即辐散或辐合运动造成的耦合效应。在一个很宽的尺度范围内,地表面的空间特征是非均匀的。下垫面非均匀性造成的对流运动将引起大气的辐散或辐合运动。这可能是导致地表能量收支不平衡的重要原因之一。垂直速度对垂直湍流输送的交叉耦合效应为非均匀下垫面大气边界层理论的发展,并为克服地表能量收支不平衡问题及非均匀下垫面大气边界层参数化遇到的困难提供了可能的线索。  相似文献   

8.
HEIFE戈壁地区近地层大气的湍流结构和输送特征   总被引:17,自引:1,他引:17       下载免费PDF全文
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。  相似文献   

9.
应用涡旋相关方法对戈壁地区湍流输送特征的初步研究   总被引:36,自引:26,他引:36  
王介民  刘晓虎 《高原气象》1990,9(2):120-129
利用微机技术建立了一个较为廉价的近地层大气湍流数据实时采集处理系统,在1988年黑河预实验中工作良好,取得了一套较为完整的数据。对戈壁沙滩点的风、温、湿湍流脉动数据进行统计分析和涡旋相关方法处理,结果表明近地层大气的湍强特征符合一般规律。通量分析指出,戈壁地区的水汽通量在白天的绝大多数小时都呈负值(向下),而夜间为正。文中对湍流谱的特征也进行了初步分析。  相似文献   

10.
山谷城市的近地层大气湍流谱特征   总被引:13,自引:0,他引:13  
王介民 《大气科学》1992,16(1):11-17
山谷城市地区的大气湍流结构研究至今报道很少.本文根据兰州市一次观测实验,对各风速分量谱、温度谱以及动量和感热通量的协谱进行了分析.结果表明,尽管仪器的安装高度较低(6.45m),湍谱特征仍与平坦均匀下垫面得到的一些典型结果基本一致,从而认为,在类似地区进行湍流通量等的直接观测时,对观测高度和地点的选择,可以不必象一些文献要求的那样高.  相似文献   

11.
北京市郊区及城区边缘的大气湍流结构特征   总被引:10,自引:2,他引:10       下载免费PDF全文
张霭琛  吕杰  张兵 《大气科学》1991,15(4):87-96
为了比较城市边缘地区和郊区大气边界层中湍流结构的差异,本文分析了1986年春、夏两季在北京市城市边缘地区和郊区两处大气湍流观测结果.结果表明,由于城市边缘地区的下垫表面具有较高数值的粗糙度,使其近地面层大气受到较强的动力影响,在其湍流速度分量谱曲线;无量纲化湍流速度分量标准偏差,σ_u/u*,σ_v/u*和σ_w/u*;以及无量纲化湍流耗散率φ_ε等湍流特征量在近中性层结条件下显示出与大气稳定度的关系比较微弱.  相似文献   

12.
The paper computed the spectra of velocity and temperature,and the cospectra of velocity and temperature by the observational data of July,1990 in the suburbs of Tianjin.The results show that the characteristics of the atmospheric turbulence spectra over the suburbs are basically in accordance with some typical results over the flat terrain.But the scale,on which turbulence can satisfy the isotropic condition,over the suburbs is larger than over the flat terrain.The spectrum peak frequency range is a bit narrower.The feature of the spectrum range in low frequency(LF) is out of accordance with that of the flat terrain either.  相似文献   

13.
The paper computed the spectra of velocity and temperature,and the cospectra of velocity and temperature by theobservational data of July,1990 in the suburbs of Tianjin.The results show that the characteristics of the atmosphericturbulence spectra over the suburbs are basically in accordance with some typical results over the flat terrain.But thescale,on which turbulence can satisfy the isotropic condition,over the suburbs is larger than over the flat terrain.Thespectrum peak frequency range is a bit narrower.The feature of the spectrum range in low frequency(LF)is out ofaccordance with that of the flat terrain either.  相似文献   

14.
In this paper,the data chosen from measurements by supersonic anemometers in Tongxian County of Beijing in 1990 are used to study characteristics of turbulence spectra in precipitation weather.Some turbulence parameters such as turbulence intensity,heat and momentum fluxes,friction velocity,M-O length and stability parameter are calculated and their dependence on turbulence spectra in different stability conditions are analyzed.Some encouraging results are obtained and compared with others' results.  相似文献   

15.
In this paper,the data chosen from measurements by supersonic anemometers in Tongxian County of Beijing in1990 are used to study characteristics of turbulence spectra in precipitation weather.Some turbulence parameters such asturbulence intensity,heat and momentum fluxes,friction velocity,M-O length and stability parameter are calculatedand their dependence on turbulence spectra in different stability conditions are analyzed.Some encouraging results areobtained and compared with others' results.  相似文献   

16.
Turbulence characteristics of an atmospheric surface layer over a coastal mountain area were investigated under different coordinate frames.Performances of three methods of coordinate rotation:double rotation(DR),triple rotation(TR),and classic planar-fit rotation(PF) were examined in terms of correction of eddy covariance flux.Using the commonly used DR and TR methods,unreasonable rotation angles are encountered at low wind speeds and cause significant run-to-run errors of some turbulence characteristics.The PF method rotates the coordinate system to an ensemble-averaged plane,and shows large tilt error due to an inaccurate fit plane over variable terrain slopes.In this paper,we propose another coordinate rotation scheme.The observational data were separated into two groups according to wind direction.The PF method was adapted to find an ensemble-averaged streamline plane for each group of hourly runs with wind speed exceeding 1.0 m s 1.Then,the coordinate systems were rotated to their respective bestfit planes for all available hourly observations.We call this the PF10 method.The implications of tilt corrections for the turbulence characteristics are discussed with a focus on integral turbulence characteristics,the spectra of wind-velocity components,and sensible heat and momentum fluxes under various atmospheric stabilities.Our results show that the adapted application of PF provides greatly improved estimates of integral turbulence characteristics in complex terrain and maintains data quality.The comparisons of the sensible heat fluxes for four coordinate rotation methods to fluxes before correction indicate that the PF10 scheme is the best to preserve consistency between fluxes.  相似文献   

17.
利用中国科学院大气物理研究所北京325 m气象塔的风速和温度平均场观测资料和湍流资料,以及北京市气象台地面常规气象资料和逐日08:00和20:00(北京时间)的探空资料,分析了2002年3月18~22日沙尘暴过境前后北京城市边界层结构特征和湍流输送特征,结果表明:1)在沙尘暴爆发前,边界层中水平风速一直较小;气温较高,大气层结稳定,在边界层上部有强大的逆温层.随着冷锋过境,沙尘暴爆发,边界层中水平风速和平均湍流速度急剧增强;温度也突然变化,先迅速增强后又持续下降,逆温层迅速被破坏.2)沙尘暴初期,280 m上为系统性上升气流,而47和120 m则为系统性的下沉气流.随着沙尘暴爆发,湍流动能、向下传输的动量以及向上传输的感热也迅速增大,并且120 m高度的湍能、动量通量以及感热通量明显高于47和280 m,这与北京的局地环流有关.3)本次沙尘暴过程中,120和47 m层的摩擦速度都明显超过了北京的临界摩擦速度,表明局地起沙也是本次沙尘暴过程中北京沙尘的一个重要沙源.  相似文献   

18.
A deep understanding of turbulence structure is important for investigating the characteristics of the atmospheric boundary layer, especially over heterogeneous terrain. In the present study, turbulence intensity and turbulent kinetic energy (TKE) parameters are analyzed for different conditions with respect to stability, wind direction and wind speed over a valley region of the Loess Plateau of China during December 2003 and January 2004. The purpose of the study is to examine whether the observed turbulence intensity and TKE parameters satisfy Monin-Obukhov similarity theory (MOST), and analyze the wind shear effect on, and thermal buoyancy function of, the TKE, despite the terrain heterogeneity. The results demonstrate that the normalized intensity of turbulence follows MOST for all stability in the horizontal and vertical directions, as well as the normalized TKE in the horizontal direction. The shear effect of the wind speed in the Loess Plateau region is strong in winter and could enhance turbulence for all stability conditions. During daytime, the buoyancy and shear effect together constitute the generation of TKE under unstable conditions. At night, the contribution of buoyancy to TKE is relatively small, and mechanical shearing is the main production form of turbulence.  相似文献   

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