ИГУ - «Известия Иркутского государственного университета»

«Известия Иркутского государственного университета»

Журнал ИГУ

Список выпусков > Серия «Науки о Земле» . 2015. Том 12

Исследование оптической турбулентности в условиях сильно устойчивой термической стратификации атмосферы

Автор(ы)
П. Г. Ковадло, А. Ю. Шиховцев

Аннотация

Представлены результаты исследований структуры турбулентности, проведенных в приземном слое атмосферы в условиях сильно устойчивой стратификации на горизонтальной трассе в месте расположения Саянской солнечной обсерватории. Данные оптических и микрометеорологических измерений показывают, что при числах Ричардсона, превышающих критическое значение, атмосферная турбулентность не подавляется полностью (что противоречит классическим представлениям теории турбулентности). Полученный результат находится в согласии с разрабатываемой теорией турбулентности С. С. Зилитинкевича [5], в которой при сверхкритических значениях числа Ричардсона выделяется режим «слабой» турбулентности. Установлено также, что в условиях больших вертикальных градиентов температуры и при малых скоростях ветра турбулентность на отдельных участках оптической трассы может достигать высокой интенсивности.
Ключевые слова
атмосферная турбулентность, оптическая турбулентность, устойчивая стратификация атмосферы

УДК
551.551.2

Литература

1. Ковадло П. Г. Исследование механизма флуктуаций угла прихода света в приземном слое атмосферы : дис. … канд. физ.-мат. наук / П. Г. Ковадло. – Л., 1976. – 135 с.

2. Ковадло П. Г. Распределение энергии атмосферных течений над территорией России / П. Г. Ковадло, О. С. Кочеткова // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер. Науки о Земле. – 2010. – Т. 3, № 1. – С. 30–38.

3. Монин А. С. Статистическая гидромеханика. Теория турбулентности / А. С. Монин, А. М. Яглом. – СПб. : Гидрометеоиздат, 1992. – Т. 1. – 695 с.

4. Татарский В. И. Распространение волн в турбулентной атмосфере / В. И. Татарский. – М. : Наука.– 1967. – 548 с.

5. A hierarchy of energy- and flux-budget (EFB) turbulence closure models for stably-stratified geophysical flows [Electronic resource] / S. S. Zilitinkevich [et al.] // Boundary-Layer Meteorol. – 2012. – doi: 10.1007/s10546-012-9768-8.

6. Bertin F. Energy dissipation rates, eddy diffusivity, and the Prandtl number: An in situ experimental approach and its consequences on radar estimate of turbulent parameters radio science / F. Bertin, J. Barat, R. Wilson // J. Radio Sci. – 1997. – Vol. 32, N 2. – P. 791–804.

7. Esau I. Large-eddy simulations of geophysical turbulent flows with applications to planetary boundary layer research / I. Esau // Proceedings of 5th conference on computational mechanics «MekIT'09», Trondheim, 26–27 May. 2009, Tapir Academic Press. – 2009. – P. 7–37.

8. Kondo J. Heat and momentum transfers under strong stability in the atmospheric surface layer / J. Kondo, O. Kanechika, N. Yasuda // J. Atmos. Sci. – 1978. – Vol. 35. – P. 1012–1021.

9. Ohya Y. Wind-tunnel study of atmospheric stable boundary layers over a rough surface / Y. Ohya // J. Bound.-Layer Meteor. – 2001. – Vol. 98. – P. 57–82.

10. Rehmann C. R. Mean potential energy change in stratified grid turbulence / C. R. Rehmann, J. R. Koseff // Dynamics of Atmospheres and Oceans. – 2004. – Vol. 37, N 4. – P. 271–294.

11. Strang E. Vertical Mixing and Transports through a Stratified Shear Layer / E. J. Strang, H. J. S. Fernando // J. Phys. Oceanogr. – 2001. – Vol. 31. – P. 2026–2048.

12. Transient mixing events in stably stratified turbulence / D. D. Stretch [et al] // 14th Australasian fluid mechanics conference, Adelaide, Australia, 10–14 December 2001. – 2001. – P. 625–628.