珠江河口底边界层湍流特征量研究

通过高频流速仪ADV和脉冲相干声学多普勒剖面仪PC-ADP对珠江河口崖门底边界层进行了三个测次潮内(25 h)顶点连续观测,利用观测数据计算分析了潮流底边界层内的湍流特征量及其时空变化。结果表明:1)对于半日潮流占优的河口,各湍流特征量均具有明显的四分之一周日的变化规律;2)湍流强度、床底应力和摩阻流速在潮内的平均值以位于河口湾的测点所测值最大,依次向上游递减,而湍动能耗散率则沿河口湾至上游逐渐增大;3)三个测次边界层内涡动粘滞系数的平均值分别为2.42×10-3m2/s、2.20×10-4m2/s和6.16×10-4m2/s,拖曳系数的均值为7.89×10-3、1.63×10-3和1.99×10-2,两者潮内的变化均非常显著,相差可达一到两个数量级;4)在充分混合的潮流底边界层内,湍动能生成与耗散基本处于局部平衡状态,三个测次湍动能耗散率均值在8.89×10-5W/kg^7.43×10-6W/kg之间。

珠江河口潮流底边界层的湍流特征量研究

通过高频流速仪ADV和声学Doppler剖面仪ADP对珠江河口虎门潮流底边界层进行了一个周日(25h)定点连续观测,利用观测数据计算分析了洪季潮优型河口潮流底边界层内的湍流特征量。结果表明,(1)底边界层内的湍流具有一定的各向异性,脉动分量概率分布为准正态分布;(2)对于半日潮流占优的河口,湍流脉动强度、底床切应力、摩阻流速以及湍动能耗散率等均具有明显的四分之一周日的变化规律;(3)边界层内床底切应力与摩阻流速的变化范围分别为1.8×10-2～3.5×10-1Nm-2和2.2×10-3～1.8×10-2ms-1,湍动能耗散率平均值约为1.9×10-5Wkg-1。

由中尺度风温场模拟湍流属性特征量

主要讨论了由中尺度模式中输出的风、温场用完全的二阶闭合方法 ,求取湍流二阶矩量 ,进而求得方差、湍流强度等湍流特征量 ,研究这些湍流特征量的时空分布规律 .利用中尺度模式输出的风、温场 ,对不同下垫面上的湍流量的性质进行分析研究 ,以便进一步了解中尺度系统中湍流结构的物理特征 ,对研究大范围的污染物的扩散很有帮助 .研究结果表明模拟的湍流特征量符合已知规律 :湍流强度有明显的日变化 ,湍流强度与下垫面的粗糙度有关 ,粗糙度大的地区 ,湍流强度也大 ;平坦地区 ,湍流强度小 ;湍流强度与稳定度有关 ,不稳定情况下的湍流强度比稳定情况下的湍流强度来得大 ,并进一步分析了不同稳定度下的归一化湍流速度标准差的廓线 ,也符合已知的观测及边界层模式对湍流量的模拟结果 .方法为用中尺度模式预报风、温场诊断湍流场提供了一个有效的方法 .

在EBEX-2000实验资料中湍流谱和局地各向同性特征

采用 2 0 0 0年 8月在美国加州棉花地两个高度上应用超声三分量仪、快速响应温度和湿度仪进行的EBEX 2 0 0 0(InternationalEnergyBalanceExperiment,2 0 0 0 ,EBEX 2 0 0 0 )风速三分量、温度和湿度湍流实验观测数据 ,计算分析了湍流速度、温度和湿度谱在不同稳定度下的特征。对湍流的局地各向同性进行了讨论并与Kansas和长白山原始森林湍流实验得到的结果进行了比较 ,得到了一些湍流特征量在不同下垫面情况下的一些有意义的特征。

森林及林木湿地上空近地层大气湍流特性的观测分析

利用森林及林木湿地下垫面塔层湍流观测资料 ,计算分析了拖曳系数 ,湍流强度 ,无量纲速度、温度、湿度方差和脉动方差随粗糙度、高度、季节的变化情况 ,及湍流量日变化的季节特征和线性相关系数的变化 ,给出了一些观测量值和特征分布 .结果表明 :与平坦地形相比 ,森林及林木湿地下垫面的湍强较大 ,且湍强随高度增加而减弱显著 ;无量纲风速标准差在森林上方偏小 ,且随高度增加而增大 ;无量纲温度标准差在越接近 | ζl| =0的时候 ,离散越大 ;森林上方的速度方差均大于林木湿地上方的速度方差 ,而森林上方的温度、湿度方差均小于林木湿地上方的温度、湿度方差 ;大部分湍流特征量随季节变化明显 ,日变化的季节特征也很明显 ,且最大值出现时间比平坦地形滞后 ;

基于本征正交分解的湍流去噪

在近岸河口湍流研究中,实测的湍流资料往往容易受到噪声的影响,导致湍流特征量的估算出现偏差。本征正交分解是一种将流场在能量上进行分解再重构的方法,基于该方法,结合数值实验和野外实测资料,对包含噪声的湍流数据进行了去噪处理。结果表明:(1)本征正交分解能有效去除湍流中的噪声。在进行信号重构时,应将保留能量的百分比与湍流能量占比保持一致。去噪的效果与噪声占比有关,噪声占比越高,去噪效果越明显。(2)在实测资料中,憩流时刻的噪声占比要显著大于非憩流时刻,水平方向的噪声占比要大于垂直方向。经过本征正交分解去噪后,各湍流特征量的估算更加合理。

Turbulence regime near the forest floor of a mixed broad leaved/Korean pine forest in Changbai Mountains

The measurement and observation for this study were carried out by using a three-dimensional (u, v, w) Sonic anemometer (IAP-SA 485), at Forest Ecosystem Opened Research Station of Changbai Mountains (12828扙 and 4224?N, Jilin Province, P. R. China) in August 2001. The basic characteristics of turbulence, such as turbulence intensity, atmospheric stability, time scales, and convection state, near the forest floor were analyzed. It is concluded that the airflow near forest floor is characterized by high intermittence and asymmetry, and the active and upward movement takes the leading position. Near forest floor, the vertical turbulence is retained and its time scale and length scale are much less than that of u, v components. The eddy near forest floor shows a flat structure and look like a ’Disk’. Buoyancy plays a leading role in the generation and maintenance of local turbulence