干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 大气边界层风的阵性和相干结构—

Arid

	大气边界层风的阵性和相干结构——条带和准流向涡对
	李奇龙; 程雪玲; 曾庆存
英文摘要	大气边界层处于对流层底部,厚度一般为数百米到一两公里。由于受到地面的摩擦和热力作用,大气边界层内大气的流动形式为湍流,湍流造成了垂直方向上的热量、动量、物质的交换,是地面和高层大气联系的纽带。早期,人们多认为湍流是不规则的随机过程,上世纪60年代在壁面湍流边界层发现大尺度拟序结构,改变了人们对湍流的认识,而就在稍早的50年代末在大气边界层中发现了对流云街,一种轴向沿近顺风方向的滚轴涡,是最早在大气边界层中发现的大尺度结构。近些年,在研究我国北方春季冷锋过境后的寒潮大风时,又发现在平均风上叠加有较有规律的周期3-6min.的阵风,阵风谱区存在相干结构:阵风顺风方向水平速度与垂直速度不是完全独立的,而是表现出反相相干性,这种相干性有利于动量下传,使得阵风扰动在动量的传输中与湍流的作用相当且有利于物质的输送。进一步的研究表明这种相干结构普遍存在于大气边界层中。本文通过北京325米气象塔和民勤巴丹吉林沙漠观测塔的超声风速资料,以及湛江市徐闻县观测塔的台风资料,分析了不同稳定度下阵风扰动的特性,发现阵风的相干结构出现在近中性条件下,在弱稳定和不稳定条件下阵风的相干结构会受到热力作用的抑制和干扰;此外,利用这些观测资料刻画出阵风相干结构的物理图形,无论是对阵风三维扰动,还是台风的分析都证实阵风相干结构是准流向涡对,流向涡将低速的流体抬升至高层形成低速条带,把高速的流体带到低层形成高速条带,这种条带随着平均风移过观测点就会引起阵风,准流向涡对诱导的上升低速气流和下沉高速气流就是阵风的相干结构,因此,风的阵性和相干结构就对应高低速条带和准流向涡对。
英文关键词	大气边界层湍流阵风相干结构条带准流向涡对动量下传
来源出版物	第九届全国流体力学学术会议论文摘要集
出版年	2016
页码	1
中图法分类号	O357.5
资源类型	会议论文
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/372757
作者单位	中国科学院大气物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	李奇龙,程雪玲,曾庆存. 大气边界层风的阵性和相干结构——条带和准流向涡对[C],2016:1.