В связи с изменением внешних условий
Мезомасштабные изменения структуры пограничного слоя атмосферы и турбулентности в нем могут быть связаны со спонтанной изменчивостью (когерентные структуры, конвективные струи) или же с изменением внешних условий: уменьшением или возрастанием скорости ветра, изменением облачности и радиации. Ниже приводится несколько примеров изменений за счет внешних условий во время использованных серий.
Пример 1: серия 5 (15 октября 1986 г. от 11 ч 07 мин до 12 ч 15 мин).
Средние за время измерений профиль скорости ветра, а также профили температуры приведены на рис. 3. Из него видно, что большой сдвиг скорости ветра в верхней части слоя связан с наличием здесь приподнятой инверсии. В течение часа с небольшим измерений форма профиля ветра практически не изменялась, общей тенденции к повышению или понижению скорости ветра не наблюдалось. Однако в середине периода измерений был отрезок времени длиной около 20 мин, когда нижняя граница приподнятой инверсии поднялась выше 300 м и исчезла из поля наблюдений. Как видно из рис. 3, с исчезновением приподнятой инверсии было связано уменьшение средней скорости ветра, уровень ненормированной турбулентности при этом понизился.
Рис. 3. Профили скорости ветра (а), нормированной диссипации (б) и температуры (в)
для периодов с присутствием приподнятой инверсии (1) и при ее исчезновении (2)
Однако уровень нормированной турбулентности в этот период возрос, как это следует из рис. 3 и табл. 3. Это подтверждается также и возросшими значениями 
. При этом в период без инверсии значение , на уровне 217 меньше, чем на уровне 121, в то время как в остальные периоды наблюдается возрастание этой величины в толще приподнятой инверсии.
|
|
|
Таблица 3
Характеристика структуры слоя 15.10.1986 г.
за периоды с инверсией (А) и без нее (Б)
 , м
| V, м/с | I |
|
| ||||
| А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | |
| 217 | 6,4 | 4,4 | 0,10 | 0,15 | 0,094 | 0,103 | 5,9 | 3,7 |
| 121 | 4,2 | 2,7 | 0,17 | 0,26 | 0,099 | 0,107 | 3,3 | 7,4 |
| 73 | 4,1 | 2,6 | 0,16 | 0,24 | 0,134 | 0,165 | 5,0 | 8,3 |
| 25 | 3,2 | 2,1 | о,19 | 0,26 | 0,145 | 0,170 | 24,1 | 55,2 |
Пример 2: серия 4 представляет влияние постепенного возрастания неустойчивости слоя на фоне уменьшения скорости ветра (табл. 4).
За время от 8 ч 56 мин до 10 ч 27 мин скорость ветра на уровне 300 м понизилась от 9,6 до 7 м/с. Состояние близко к безразличному - слабоустойчивое в начале серии, слабонеустойчивое к концу ее. Направление ветра не менялось; к концу серии появилась облачность 3/3 Cu, , солнце светило все время.
Таблица 4
Характеристика структуры слоя 14.10.1986 г.
|
| V, м/с | I |
| |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 217 | 9,6 | 9,6 | 8,1 | 7,1 | 6,8 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,11 | 78 | 108 | 118 |
| 121 | 7,5 | 7,5 | 6,4 | 5,8 | 5,1 | 0,10 | 0,12 | 0,15 | 0,21 | 101 | 130 | 171 |
| 73 | 6,4 | 6,4 | 5,1 | 4,5 | 3,7 | 0,16 | 0,21 | 0,25 | 0,29 | 140 | 130 | 271 |
| 25 | 4,3 | 4,3 | 3,5 | 2,7 | 2,5 | 0,23 | 0,29 | 0,38 | 0,37 | 173 | 297 | 307 |
Примечание: здесь и в табл. 5:
|
|
|
1 - 8 ч 56 мин - 9 ч 13 мин; 2 - 9 ч 13 мин - 9 ч 30 мин;
3 - 9 ч 30 мин - 9 ч 47 мин; 4 - 9 ч 47 мин - 10 ч 07 мин.
С уменьшением скорости ветра ненормированные характеристики турбулентности - стандартные отклонения пульсаций - ведут себя неопределенно. Но при соответствующей нормировке они свидетельствуют о повышении уровня турбулентности за счет термического фактора. На рис. 4 приведен высотно-временной разрез значений 
, рассчитанных за последовательные отрезки времени продолжительностью около 2 мин и нормированных на свое среднее за весь период измерений значение. Согласно [5] при 
в условиях неустойчивости, как правило, наблюдаются восходящие вертикальные струи. Как видно из рис. 4, к концу серии вертикальные струи стали доходить до верхнего уровня измерений.
Рис. 4. Высотно-временной ход 
. для серии 4,
иллюстрирующий возникновение вертикальных струй:
|
|
|
заштриховано 
, по оси абсцисс номер двухминутного отрезка
Пример 3: серия 8 (21 июля 1987 г. от 14 ч 10 мин до 15 ч 38 мин) представляет пример ослабления турбулизации за счет снижения неустойчивости, повышения скорости ветра, увеличения облачности (от 10/4 Ac, Sc в начале до 10/10 Sc, Cu в конце). Последовательный ход всех величин приведен в табл. 5. В следующем разделе для этого случая выполнены количественные оценки.
Таблица 5
Характеристика структуры слоя 21.07.1987 г.
|
| V, м/с | I |
|
|
| ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| 217 | 6,4 | 7,6 | 8,5 | 0,19 | 0,13 | 0,09 | 0,13 | 0,09 | 0,07 | 3,6 | 0,59 | 0,26 | 0,14 | 0,08 | 0,05 |
| 121 | 4,6 | 5,4 | 6,8 | 0,21 | 0,19 | 0,14 | 0,15 | 0,12 | 0,09 | 2,5 | 0,89 | 0,28 | 0,08 | 0,06 | 0,03 |
| 73 | 4,2 | 4,4 | 6,0 | 0,27 | 0,25 | 0,18 | 0,17 | 0,22 | 0,15 | 3,5 | 3,3 | 0,72 | 0,11 | 0,07 | 0,05 |
| 25 | 3,2 | 2,7 | 3,6 | 0,36 | 0,41 | 0,31 | 0,19 | 0,26 | 0,23 | 14,7 | 19,2 | 0,61 | 0,14 | 0,09 | 0,07 |
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!