浪花和飞沫水滴在海面大风边界层中的垂直传输

对我们在南海海域建立的大气边界层观测站的资料进行分析表明,在冷涌和热带气旋(包括强台风)过境的大风期间,在边界层底层10 min平均的水平风速ū基本不随高度而变,甚至大都伴随有明显的上升气流。而且风场脉动中含有强相干性的阵风扰动(vg,频率位于1/60~1/600 Hz频段),以及近于随机性的高频湍流脉动(v_t,频率大于1/60 Hz),它们的特性以及都可以很好地用水平风速ū来参数化表示。取实测的(ū,)和脉动v′=v_g+v_t,或取实测的ū与参数化的v_g、v_t和,应用拉格朗日随机模式作数值模拟,结果表明:由破头浪发射出来的浪花和飞沫水滴(半径r_p为10~500μm)有相当大的一部分可以飞离大气底层而进入100 m高以上的大气中,继而对进入大气中的海盐气溶胶通量有重要贡献,不可以被忽略。在水滴的垂直传输过程中,阵风扰动起了极重要的作用,而在>0且较显著时更起重要作用。我们对上扬率(可上升至100 m以上高度的水滴数与由海面发射出的水滴数之比)作出了初步的参数化公式,有很高的精度,主要的参量是无量纲量ū~2/(r_gp),其中r_p和g分别是水滴半径和重力加速度。