Атмосферная турбулентность | это… Что такое Атмосферная турбулентность?
ТолкованиеПеревод
- Атмосферная турбулентность
- Атмосферная турбулентность
-
— одно из характерных свойств атмосферы Земли, состоящее в беспорядочном изменении давления, температуры воздуха, скорости и направления ветра (см. Турбулентность). Турбулентный режим способствует тепло- и влагообмену в атмосфере Земли; наблюдается в пограничном слое атмосферы, простирающемся над равнинами умеренных широт до высоты 1 км. Турбулентность обусловлена топографической неоднородностью поверхности Земли, её теплофизическими свойствами, приводящими к неравномерному и пространстве нагреванию (охлаждению), особенностями вертикальных профилей температуры и скорости воздушных потоков (см. Вертикальный разрез атмосферы)).
Эти зоны всегда имеют резкие границы.На высоте 50—150 м наблюдаются значительные вертикальные градиенты скорости ветра (
Развитие А. т. обусловлено динамическими и термическими причинами. Воздушное течение часто характеризуют безразмерной величиной, так называем числом Ричардсона:
Возникновение А. т. связано с потерей гидродинамической устойчивости потока и генерацией волновых возмущений, потерей устойчивости и вырождением волновых возмущений, генерацией турбулентности и диссипацией турбулентной энергии в теплоту. Знание характеристик А. т. необходимо для решения многих теоретических и практических задач в авиации.
Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.
.
Игры ⚽ Нужен реферат?
- Атмосфера Земли
- Атмосферная циркуляция
Полезное
31. Атмосферная турбулентность и ее влияние на полет
Турбулентность
– это такое состояние атмосферы, при
котором образуются неупорядоченные
вихри разных размеров, возникают
горизонтальные и вертикальные порывы
ветра. С турбулентностью атмосферы
связаны порывистость ветра, перенос по
вертикали водяного пара, ядра конденсации
и других материальных частиц; она
способствует вертикальному переносу
тепла из одних слоев в другие, обмену
количества движений между различными
слоями и т.д. Особое влияние турбулентность
оказывает на полет ВС. При пересечение
атмосферных вихрей ВС подвергается
воздействию вертикальных и горизонтальных
порывов ветра. При этом изменяется угол
атаки крыла и подъемная сила, возникает
тряска и вибрация, ВС испытывает болтанку.
Болтанка – это беспорядочные колебания
ВС, сопровождающиеся перегрузкой при
полете в турбулентной атмосфере.
Перегрузка – отношение подъемной силы
Y
к силе тяжести G:=Y/G.Интенсивность
болтанки оценивается приращением
перегрузки ∆n,
выраженным в долях ускорения свободного
падения g.
При слабой болтанке возможны отдельные
легкие потряхивания ВС. Умеренная
болтанка сопровождается частыми толчками
с покачиванием ВС и изменением высоты,
она не вызывает затруднений в пилотирование.
![](/800/600/http/images.myshared.ru/9/919005/slide_8.jpg)
Атмосферная турбулентность | SpringerLink
Александр М.Е., Стокс Б.Дж., Ваттон Б.М., Фланниган М.Д., Тодд Дж.Б., Батлер Б.В. , Лановиль Р.А. (1998) Международный эксперимент по моделированию верхового пожара: обзор и отчет о проделанной работе. Второй симпозиум по пожарной и лесной метеорологии, Американское метеорологическое общество, стр. 20–23
Google Scholar
Американское метеорологическое общество (2018 г.) Турбулентность. Глоссарий метеорологии. Доступно в Интернете по адресу: http://glossary.ametsoc.org/wiki/turbulence
Амиро Б.Д. (1990) Коэффициенты лобового сопротивления и спектры турбулентности в трех пологах бореального леса. Связанный слой Meteorol 52: 227–246
CrossRef Google Scholar
Балдокки Д.Д., Мейерс Т.П. (1988) Спектральный и лаг-корреляционный анализ турбулентности в пологе лиственного леса. Bound-Layer Meteorol 45:31–58
CrossRef Google Scholar
Banta RM, Olivier LD, Holloway ET, Kropfli RA, Bartram BW, Cupp RE, Post MJ (1992) Наблюдения за столбами дыма от двух лесных пожаров с использованием доплеровского лидара и доплеровского радара.
CrossRef Google Scholar
Бэтчелор Г.К. (1950) Применение теории подобия турбулентности к атмосферной диффузии. Q JR Meteorol Soc 76:133–146
CrossRef Google Scholar
Beer T (1991) Взаимодействие ветра и огня. Связанный слой Meteorol 54: 287–308
CrossRef Google Scholar
Берман С. (1965) Оценка спектра продольного ветра вблизи земли. Q JR Meteorol Soc 91:302–317
CrossRef Google Scholar
Best AC (1935) Перенос тепла и импульса в нижних слоях атмосферы. Geophysical Memoris, Метеорологическое бюро в Лондоне, Англия, № 65
Google Scholar
Билтофт CA (2001) Некоторые мысли о локальной изотропии и отношении спектра 4/3 поперечной к продольной скорости. Связанный слой Meteorol 100:393–404
CrossRef Google Scholar
Буш Н.Е., Панофски Х.А. (1968) Современные спектры атмосферной турбулентности. Q JR Meteorol Soc 94:132–148
CrossRef Google Scholar
Businger JA, Wyngaard JC, Izumi Y, Bradley EF (1971) Взаимосвязь потока и профиля в приземном слое атмосферы. J Atmos Sci 28:181–189
CrossRef Google Scholar
Byram, GM (1954) Атмосферные условия, связанные с взрывными пожарами. Станционная газета №. 35, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Юго-восточная лесная экспериментальная станция, Эшвилл
Google Scholar
Байрам Г.М., Мартин Р.Е. (1970) Моделирование огненных вихрей. Для науки 16: 386–399
Google Scholar
Байрам Г. М., Нельсон Р.М. (1951) Возможная связь воздушной турбулентности с неустойчивым поведением огня на юго-востоке. Примечания по пожарной безопасности 12:1–8
Google Scholar
Byron-Scott RAD (1990) Влияние пожаров на вершине гребня и подветренного склона на движение ротора с подветренной стороны крутого гребня. Модель математических вычислений 13:103–112
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Кэнфилд Дж. М., Линн Р. Р., Зауэр Дж. А., Финни М., Фортхофер Дж. (2014) Численное исследование взаимосвязи между длиной, геометрией и скоростью распространения огня. Agric For Meteorol 189–190:48–59
CrossRef Google Scholar
Чарланд А.М., Клементс К.Б. (2013) Кинематическая структура шлейфа лесного пожара, наблюдаемого с помощью доплеровского лидара. J Geophys Res — Atmos 118: 1–13
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Черч К. Ф., Сноу Дж.Т. (1985) Наблюдения за вихрями, создаваемыми Метеотроном. J Rech Atmosph 19: 455–467
Google Scholar
Church CR, Snow JT, Dessens J (1980) Интенсивные атмосферные вихри, связанные с пожаром мощностью 1000 МВт. Bull Am Meteorol Soc 61: 682–694
CrossRef Google Scholar
Кларк Т.Л., Дженкинс М.А., Коэн Дж.Л., Пакхэм Д.Р. (1996a) Связанная модель атмосферы и огня: роль конвективного числа Фруда и динамического аппликатуры на линии огня. Int J Wildland Fire 6: 177–190
CrossRef Google Scholar
Кларк Т.Л., Дженкинс М.А., Коэн Дж.Л., Пакхэм Д.Р. (1996b) Связанная модель атмосферы и огня: конвективная обратная связь по динамике линии огня. J Appl Meteorol 35:875–901
CrossRef Google Scholar
Кларк Т.Л., Коэн Дж., Латам Д. (2004) Описание совместной модели атмосферы и огня. Int J Wildland Fire 13: 49–63
CrossRef Google Scholar
Кларк Р. Х., Дайер А. Дж., Брук Р. Р., Рейд Д. Г., Троуп А. Дж. (1971) Эксперимент Вангара: данные пограничного слоя. Технический документ № 19, CSIRO, Отдел метеорологической физики, Аспендейл, 362 стр.
Google Scholar
Клементс К.Б. (2010) Термодинамическая структура шлейфа травяного пожара. Int J Wildland Fire 19: 895–902
CrossRef Google Scholar
Клементс К.Б., Сето Д. (2015) Наблюдения за взаимодействием огня и атмосферы и приповерхностным переносом тепла на склоне. Связанный слой Meteorol 154: 409–426
CrossRef Google Scholar
Клементс К.Б., Чжун С., Гудрик С., Ли Дж., Поттер Б.Е., Биан Х., Хейлман В.Е., Чарни Дж. Дж., Перна Р., Джанг М., Ли Д., Патель М., Стрит С., Ауманн Г. (2007) Наблюдение за динамика лесных травяных пожаров. Bull Am Meteorol Soc 88: 1369–1382
Перекрестная ссылка Google Scholar
Clements CB, Zhong S, Bian X, Heilman WE (2008) Первые наблюдения турбулентности, вызванной травяными пожарами. Дж. Геофиз Рез. 113: D22102. https://doi.org/10.1029/2008JD010014
CrossRef Google Scholar
Клементс К.Б., Дэвис Б., Сето Д., Контезак Дж., Кочански А., Филлипи Дж.-Б., Ларо Н., Барбони Б., Батлер Б., Крюгер С., Оттмар Р., Вихнанек Р., Хейлман В.Е., Флинн Дж., Дженкинс М.А., Мандель Дж., Теске С., Хименес Д., О’Брайен Дж., Лефер Б. (2015) Обзор полевого эксперимента FireFlux-II с травяным пожаром 2013 года. В: Viegas DX (ed) Достижения в исследованиях лесных пожаров. Издательство Коимбрского университета, Коимбра, стр. 39.2–400
Google Scholar
Clements CB, Lareau NP, Seto D, Contezac J, Davis B, Teske C, Zajkowski TJ, Hudak AT, Bright BC, Dickinson MB, Butler BW, Jimenez D, Hiers JK (2016) Погодные условия пожара и пожар -взаимодействия с атмосферой, наблюдаемые во время предписанных пожаров низкой интенсивности – RxCADRE 2012. Int J Wildland Fire 25:90–101
CrossRef Google Scholar
Коэн Дж., Махалингам С., Дейли Дж. (2004) Инфракрасные изображения динамики верхового огня во время FROSTFIRE. J Appl Meteorol 43:1241–1259
CrossRef Google Scholar
Коэн Дж. Л., Кэмерон М., Мичалакес Дж., Паттон Э. Г., Ригган П. Дж., Единак К. М. (2013) WRF-fire: совместное моделирование погоды и лесных пожаров с моделью исследования и прогнозирования погоды. J Appl Meteorol 52:16–38
CrossRef Google Scholar
Кунихан Дж. (1975) Адиабатические пограничные слои атмосферы: обзор и анализ данных за период 1880–1972 гг. Atmos Environ 9:871–905
CrossRef Google Scholar
Crosby JS (1949) Вертикальные ветровые потоки и поведение при пожаре. Примечания по пожарной безопасности 10:12–15
Google Scholar
Каннингем П. , Гудрик С.Л., Хуссайни М.Ю., Линн Р.Р. (2005) Когерентные вертикальные структуры в численном моделировании плавучих шлейфов лесных пожаров. Int J Wildland Fire 14: 61–75
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Дьякон Э.Л. (1955 г.) Вариация порывов высотой до 150 м. Q JR Meteorol Soc 81:562–573
CrossRef Google Scholar
Dupuy J-L, Morvan D (2005) Численное исследование распространения верхового пожара в сторону прорыва топлива с использованием многофазной физической модели. Int J Wildland Fire 14: 141–151
CrossRef Google Scholar
Дайер А.Дж., Хикс Б.Б. (1970) Взаимосвязь потока и градиента в слое постоянного потока. Q JR Meteorol Soc 96:715–721
CrossRef Google Scholar
Эмори Р.И., Сайто К. (1982) Модельный эксперимент опасного лесного пожара. Fire Technol 18: 319–327
CrossRef Google Scholar
Финниган Дж. (2000) Турбулентность в кронах растений. Ann Rev Fluid Mech 32: 519–571
Перекрестная ссылка МАТЕМАТИКА Google Scholar
Фортхофер Дж.М., Гудрик С.Л. (2011) Обзор вихрей при лесных пожарах. J Combust 2011: идентификатор статьи 984363. https://doi.org/10.1155/2011/984363
CrossRef Google Scholar
Гиффорд Ф. (1957) Относительная атмосферная диффузия дымовых затяжек. J Meteorol 14:410–414
CrossRef Google Scholar
Goldie AHR (1925) Порывистость ветра в особых случаях. Q JR Meteorol Soc 51:357–362
CrossRef Google Scholar
Graham HE (1955) Огненные вихри. Bull Amer Meteorol Soc 36: 99–103
CrossRef Google Scholar
Хейнс Д. А. (1982) Горизонтальные креновые вихри и верховые пожары. J Appl Meteorol 21:751–763
CrossRef Google Scholar
Хейнс Д.А. (1988) Пониженный атмосферный индекс серьезности лесных пожаров. Nat Weather Dig 13:23–27
Google Scholar
Хейнс Д.А., Смит М.С. (1983) Создание в аэродинамической трубе горизонтальных вихревых вихрей над дифференциально нагретой поверхностью. Природа 306:351–352
CrossRef Google Scholar
Хейнс Д.А., Смит М.С. (1987) Три типа горизонтальных вихрей, наблюдаемых при лесных массивах и верховых пожарах. J Clim Appl Meteorol 26: 1624–1637
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Хейнс Д.А., Смит М.С. (1992) Моделирование коллапса изогнутых пар вихрей, наблюдаемых при лесных пожарах. Для науки 38: 68–79
Google Scholar
Хауген Д. А., Каймал Дж.С., Брэдли Э.Ф. (1971) Экспериментальное исследование напряжения Рейнольдса и теплового потока в приземном слое атмосферы. Q JR Meteorol Soc 97:168–180
CrossRef Google Scholar
Хейлман В.Е. (1992) Атмосферное моделирование экстремальных эпизодов поверхностного нагрева на простых холмах. Int J Wildland Fire 2: 99–114
CrossRef Google Scholar
Heilman WE (1994) Моделирование горизонтальных вихревых валов, генерируемых плавучестью, над несколькими линиями нагрева. Для науки 40: 601–617
Google Scholar
Heilman WE, Bian X (2010) Турбулентная кинетическая энергия во время лесных пожаров на севере центральной части и северо-востоке США. Int J Wildland Fire 19:346–363
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Heilman WE, Bian X (2013) Климатическая изменчивость приповерхностной турбулентной кинетической энергии над Соединенными Штатами: последствия для прогнозов пожарной погоды. J Appl Meteorol Climatol 52:753–771
CrossRef Google Scholar
Heilman WE, Fast JD (1992) Моделирование развития горизонтального вихревого вихря над линиями экстремального поверхностного нагрева. Int J Wildland Fire 2: 55–68
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Heilman WE, Zhong S, Hom JL, Charney JJ, Kiefer MT, Clark KL, Skowronski N, Bohrer G, Lu W, Liu Y, Kremens R, Bian X, Gallagher M, Patterson M, Nikolic J, Chatziefstratiou T, Stegall C, Forbus K (2013) Разработка инструментов моделирования для прогнозирования рассеивания дыма от пожаров низкой интенсивности. Заключительный отчет, Совместная программа пожарных исследований США, проект 09-1-04-1. Доступно: http://www.firescience.gov/projects/09-1-04-1/project/09-1-04-1_final_report.pdf
Heilman WE, Liu Y, Urbanski S, Kovalev V, Mickler R (2014) Выбросы лесных пожаров, углерод и климат: подъем шлейфа , атмосферный перенос и химические процессы. Для Ecol Manage 317:70–79
CrossRef Google Scholar
Хейлман В.Э., Клементс К.Б., Сето Д., Биан Х., Кларк К.Л., Сковронски Н.С., Хом Дж.Л. (2015) Наблюдения за режимами турбулентности, вызванными пожаром, во время малоинтенсивных лесных пожаров в лесной среде: влияние на рассеивание дыма. Atmos Sci Lett 16: 453–460
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Хейлман В.Е., Биан Х., Кларк К.Л., Сковронски Н.С., Хом Дж.Л., Галлахер М.Р. (2017) Наблюдения за атмосферной турбулентностью вблизи поверхностных пожаров в лесных массивах. J Appl Meteorol Clim 56:3133–3150
CrossRef Google Scholar
Гесс Г.Д., Хикс Б.Б., Ямада Т. (1981) Влияние эксперимента Вангара. Связанный слой метеорола 20: 135–174
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Хикс Б. Б. (1976) Зависимости профиля ветра от эксперимента «Вангара». QJR Meteorol Soc 102:535–551
Google Scholar
Хоффман С.М., Линн Р., Парсонс Р., Зиг С., Винтеркамп Дж. (2015) Моделирование пространственной и временной динамики ветрового потока и потенциального поведения при пожаре после вспышки горного соснового жука в сосновом лесу. Агрик для метеорола 204:79–93
Перекрестная ссылка Google Scholar
Дженкинс М.А., Кларк Т.Л., Коэн Дж. (2001) Объединение моделей атмосферы и огня. В: Джонсон Э.А., Мияниши К. (ред.) Лесные пожары. Поведение и экологические эффекты. Academic, Сан-Диего, стр. 257–302
Google Scholar
Kaimal JC, Wyngaard JC, Izumi Y, Coté OR (1972) Спектральные характеристики турбулентности поверхностного слоя. QJR Метеорол Soc 98:563–589
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Кифер М. Т., Чжун С., Хейлман В.Е., Чарни Дж.Дж., Биан Х (2013) Оценка системы моделирования потока навеса на основе ARPS для использования в будущих оперативных усилиях по прогнозированию задымления. J Geophys Res — Atmos 118:6175–6188
CrossRef Google Scholar
Кифер М.Т., Хейлман В.Е., Чжун С., Чарни Дж.Дж., Биан Х, Сковронски Н.С., Хом Дж.Л., Кларк К.Л., Паттерсон М., Галлахер М.Р. (2014) Многомасштабное моделирование предписанного пожара в сосновых пустошах Нью-Джерси с использованием АРПС-НАВЕС. J Appl Метеорол Климатол 53:793–812
Перекрестная ссылка Google Scholar
Кифер М.Т., Хейлман В.Е., Чжун С., Чарни Дж.Дж., Биан Х (2015) Средний и турбулентный поток после слабоинтенсивного пожара: влияние навеса и фоновых атмосферных условий. J Appl Meteorol Climatol 54:42–57
CrossRef Google Scholar
Кифер М. Т., Хейлман В.Е., Чжун С., Чарни Дж.Дж., Биан Х (2016) Исследование влияния промежутков в лесу на взаимодействие огня и атмосферы. Атмос Хим Физ 16:8499–8509
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Кифер М.Т., Чжун С., Хейлман В.Е., Чарни Дж.Дж., Биан Х (2018) Численное исследование атмосферных возмущений, вызванных теплом от лесного пожара: чувствительность к вертикальной структуре навеса и мощности источника тепла. J Geophys Res — Atmos 123:2555–2572
CrossRef Google Scholar
Колмогоров Н. (1941) Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса. ДАН СССР 30:299
Google Scholar
Koo E, Pagni PJ, Weise DR, Woycheese JP (2010) Головни и обнаружение воспламенения при крупномасштабных пожарах. Int J Wildland Fire 19: 818–843
CrossRef Google Scholar
Ку Э. , Линн Р.Р., Паньи П.Дж., Эдминстер С.Б. (2012) Моделирование переноса горючих частиц при лесных пожарах с использованием HIGRAD/FIRETEC. Int J Wildland Fire 21: 396–417
CrossRef Google Scholar
Линн Р., Рейснер Дж., Колман Дж.Дж., Винтеркамп Дж. (2002) Изучение поведения лесных пожаров с помощью FIRETEC. Int J Wildland Fire 11: 233–246
CrossRef Google Scholar
Лю Ю., Гудрик С., Ахтемайер Г., Джексон В.А., Ку Дж.Дж., Ван В. (2009) Проникновение дыма в городские районы: имитация ожога по предписанию Джорджии. Int J Wildland Fire 18: 336–348
CrossRef Google Scholar
Ламли Дж.Л., Панофски Х.А. (1964) Структура атмосферной турбулентности. Interscience, Нью-Йорк, 239 стр.
Google Scholar
McRae DJ, Flannigan MD (1990) Развитие больших вихрей при заданных пожарах. Can J For Res 20:1878–1887
CrossRef Google Scholar
Мелл В., Дженкинс М.А., Гулд Дж., Чейни П. (2007) Основанный на физике подход к моделированию пастбищных пожаров. Int J Wildland Fire 16: 1–22
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Месингер Ф., ДеМего Г., Калнай Э., Митчелл К., Шафран П.С., Эбусузаки В., Йович Д., Вулен Дж., Роджерс Э., Бербери Э.Х., Эк М.Б., Фан И., Грумбайн Р., Хиггинс В., Ли Х., Лин Y, Manikin G, Parrish D, Shi W (2006) Североамериканский региональный повторный анализ. Bull Am Meteorol Soc 87: 343–360
CrossRef Google Scholar
Мейерс Т.П., Балдокки Д.Д. (1991) Бюджеты турбулентной кинетической энергии и напряжения Рейнольдса внутри и над лиственным лесом. Agric For Meteorol 53:207–222
CrossRef Google Scholar
Morvan D, Dupuy JL (2004) Моделирование распространения лесного пожара через средиземноморский кустарник с использованием многофазной формулы. Горящее пламя 138:199–210
CrossRef Google Scholar
Мюллер Э., Мелл В., Симеони А. (2014) Моделирование больших вихрей течения в пологе леса для моделирования лесных пожаров. Can J For Res 44: 1534–1544
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Noble IR, Bary GAV, Gill AM (1980) Измерители пожарной опасности МакАртура, выраженные в виде уравнений. Aust J Ecol 5:201–203
CrossRef Google Scholar
Оттмар Р.Д., Хирс Дж.К., Батлер Б.В., Клементс К.Б., Дикинсон М.Б., Худак А.Т., О’Брайен Дж.Дж., Поттер Б.Е., Роуэлл Э.М., Стрэнд Т.М., Зайковски Т.Дж. (2016) Измерения, наборы данных и предварительные результаты RxCADRE проект — 2008, 2011 и 2012 гг. Int J Wildland Fire 25: 1–9
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Панофски Х.А., Маккормик Р. А. (1954) Свойства спектра атмосферной турбулентности на высоте 100 м. Q JR Meteorol Soc 80:557–558
CrossRef Google Scholar
Пимон Ф., Дюпюи Дж.Л., Линн Р.Р., Дюпон С. (2009) Проверка ветрового потока FIRETEC над навесом и разрывом топлива. Int J Wildland Fire 18: 775–790
CrossRef Google Scholar
Пимон Ф., Дюпюи Дж.-Л., Линн Р.Р., Дюпон С. (2011) Воздействие структуры кроны деревьев на ветровые потоки и распространение огня, смоделированные с помощью FIRETEC. Ann For Sci 68: 523–530
CrossRef Google Scholar
Радке Л.Ф., Кларк Т.Л., Коэн Дж.Л., Вальтер К.А., Локвуд Р.Н., Ригган П.Дж., Брасс Дж.А., Хиггинс Р.Г. (2000) Эксперимент с лесным пожаром (WiFE): наблюдения с помощью бортовых дистанционных датчиков. Can J Remote Sens 26:406–417
CrossRef Google Scholar
Раупах М. Р. (1990) Анализ подобия взаимодействия шлейфов лесных пожаров с окружающими ветрами. Math Comput Model 13:113–121
CrossRef Google Scholar
Раупах М.Р., Том А.С. (1981) Турбулентность в кронах растений и над ними. Annu Rev Fluid Mech 13:97–129
CrossRef МАТЕМАТИКА Google Scholar
Rawson HER (1913) Атмосферные волны, водовороты и вихри. Аэронавт Дж. 17: 245–256
Google Scholar
Рейснер Дж.М., Винн С., Марголин Л., Линн Р.Р. (2000) Совместное моделирование атмосферы и огня с использованием метода средних значений. Mon Weather Rev 128:3683–3691
CrossRef Google Scholar
Richarson LF (1920) Подача энергии к атмосферным водоворотам и от них. Proc R Soc A: Math Phys Eng Sci 97:354–373
CrossRef Google Scholar
Рот М. (2000) Обзор атмосферной турбулентности над городами. Q JR Meteorol Soc 126:941–990
CrossRef Google Scholar
Rothermel RC (1972) Математическая модель для прогнозирования распространения пожара в горючих материалах дикой природы. Исследовательский документ INT-115, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Экспериментальная станция межгорных лесов и пастбищ, Огден
Google Scholar
Сето Д., Клементс К.Б. (2011) Эволюция огненного вихря, наблюдаемая во время смены направления ветра в долине и морского бриза. J Combust 2011: ID статьи 569475. https://doi.org/10.1155/2011/569475
CrossRef Google Scholar
Сето Д., Клементс К.Б., Хейлман В.Е. (2013) Спектры турбулентности, измеренные во время прохождения фронта пожара. Agric For Meteorol 169:195–210
CrossRef Google Scholar
Сето Д. , Стрэнд Т.М., Клементс К.Б., Тистл Х., Миклер Р. (2014) Термодинамические структуры ветра и шлейфа во время малоинтенсивных подпокровных пожаров. Agric For Meteorol 198-199:53–61
CrossRef Google Scholar
Sharples JJ, McRae RHD, Wilkes SR (2012) Воздействие ветра на распространение лесных пожаров в пересеченной местности: направление огня. Int J Wildland Fire 21: 282–296
CrossRef Google Scholar
Шоу В. Н. (1914) Порывы ветра и структура воздушных возмущений. Аэронавт J 18: 172–203
Google Scholar
Shaw RH, Silversides RH, Thurtell GW (1974) Некоторые наблюдения турбулентности и турбулентного переноса внутри и над растительным покровом. Связанный слой Meteorol 5: 429–449
CrossRef Google Scholar
Шоу Р. Х., Хартог Г. Д. , Нойманн Х. Х. (1988) Влияние плотности листьев и термической стабильности на профили напряжения Рейнольдса и интенсивности турбулентности в лиственном лесу. Связанный слой Meteorol 45: 391–409
CrossRef Google Scholar
Симпсон С.С., Шарплс Дж.Дж., Эванс Дж.П., Маккейб М.Ф. (2013) Моделирование большого вихря нетипичного лесного пожара, распространяющегося на подветренных склонах. Int J Wildland Fire 22: 599–614
CrossRef Google Scholar
Simpson CC, Sharples JJ, Evans JP (2016) Чувствительность нетипичного бокового распространения огня к ветру и склону. Geophys Res Lett 43:1744–1751
CrossRef Google Scholar
Skamarock, WC, Klemp, JB, Dudhia, J, Gill, DO, Barker, DM, Wang, W, Powers JG (2005) Описание передовых исследований WRF, версия 2. Техническое примечание NCAR NCAR/TN– 468+СТР. Национальный центр атмосферных исследований, Боулдер
Google Scholar
Strand TM, Rorig M, Yedinak K, Seto D, Allwine E, Garcia FA, O’Keefe, P, Checan VC, Mickler R, Clements C, Lamb B (2013) Транспортировка дыма под навесом и рассеивание дыма : уникальный набор данных наблюдений и оценка модели. Заключительный отчет, Совместная программа пожарных исследований США, проект 09-1-04-2. Доступно: http://www.firescience.gov/projects/09-1-04-2/project/09-1-04-2_final_report.pdf
Stull RB (1988) Введение в метеорологию пограничного слоя. Kluwer Academic Publishers, Дордрехт
CrossRef МАТЕМАТИКА Google Scholar
Салливан А.Л. (2009) Моделирование распространения поверхностных пожаров в дикой природе, 1990–2007 гг. 1: физические и квазифизические модели. Int J Wildland Fire 18: 349–368
CrossRef Google Scholar
Сан Р. , Крюгер С.К., Дженкинс М.А., Зулауф М.А., Чарни Дж.Дж. (2009 г.) Важность взаимодействия огня с атмосферой и турбулентности пограничного слоя для распространения лесных пожаров. Int J Wildland Fire 18: 50–60
CrossRef Google Scholar
Тейлор Г.И. (1938) Спектр турбулентности. Proc Roy Soc Lond Ser A Math Phys Sci 164:476–490
CrossRef МАТЕМАТИКА Google Scholar
Викерс Д., Томас К.К. (2013) Некоторые аспекты кинетической энергии и потоков турбулентности над и под высоким открытым пологом соснового леса. Agric For Meteorol 181: 143–151
Перекрёстная ссылка Google Scholar
Уилсон Н.Р., Шоу Р.Х. (1977) Модель замыкания более высокого порядка для течения в куполе. J Appl Meteorol 16:1197–1205
CrossRef Google Scholar
Wyngaard JC (1992) Атмосферная турбулентность. Annu Rev Fluid Mech 24:205–233
CrossRef МАТЕМАТИКА Google Scholar
Wyngaard JC, Coté OR (1971) Бюджеты турбулентной кинетической энергии и колебания температуры в приземном слое атмосферы. J Atmos Sci 28:190–201
CrossRef Google Scholar
Xue M, Droegemeier KK, Wong V (2000) Усовершенствованная региональная система прогнозирования (ARPS) – многомасштабная модель моделирования и прогнозирования негидростатической атмосферы. Часть I: динамика модели и проверка. Метеорол Атмос Физ 75:463–485
перекрестная ссылка Google Scholar
Xue M, Droegemeier KK, Wong V, Shapiro A, Brewster K, Carr F, Weber D, Liu Y, Wang D (2001) Усовершенствованная система регионального прогнозирования (ARPS) – многомасштабное моделирование негидростатической атмосферы и инструмент предсказания. Часть II: модельная физика и приложения. Meteorol Atmos Phys 76:143–165
CrossRef Google Scholar
Зулауф М.А. (2001) Моделирование влияния циркуляции пограничного слоя, вызванной кучевой конвекцией, на крупномасштабные поверхностные потоки. Кандидатская диссертация, Университет Юты
Google Scholar
Атмосферная турбулентность | Экологическая гидромеханика
Пограничный слой атмосферы, простирающийся от поверхности Земли до высоты примерно 1-2 км над землей, сильно турбулентен (т. е. полон случайных и вихревых движений). Понимание турбулентного переноса импульса и скаляров, таких как водяной пар и CO2, в пограничном слое атмосферы играет важную роль во многих дисциплинах, таких как метеорология, гидрология, сельское хозяйство и контроль качества воздуха. Одной особенно интересной особенностью атмосферной турбулентности является то, что она создается не только силой сдвига, но также зависит от силы плавучести (иногда также называемой стабильностью), возникающей в результате нагрева и охлаждения поверхности в типичном суточном цикле.
Из-за плавучести многие теории турбулентности необходимо скорректировать, и многие предположения, применимые к нейтральным условиям (т. Е. Плавучесть отсутствует), не работают. Например, часто предполагается, что турбулентность одинаково переносит импульс и скаляры, что обычно называют аналогией Рейнольдса. В нашей работе было показано, что это неверно в нестабильных условиях с использованием экспериментальных данных и феноменологических моделей, таких как рисунок 1 (Ли и Бу-Зейд, 2011; Ли и др., 2012).
Рисунок 1: Турбулентный импульс и потоки явного тепла из-за круговорота изотропного вихря радиуса s, действующего на профиль средней скорости и температуры.
Кроме того, также часто предполагается, что турбулентность переносит все скаляры одинаково. Это предположение неявно использовалось во многих приложениях, включая большинство численных моделей погоды и климата. Различие между активными скалярами (т. е. скалярами, влияющими на динамику потока, такими как явное тепло) и пассивными скалярами (т. е. скалярами, которые почти не влияют на динамику потока, такими как водяной пар и CO2) является еще одной важной темой, изучаемой в нашей группе (Li et al. и др., 2012 г.; Чжао и др., 2013 г.; Ван и др., 2014 г.; Сунь и др., 2015). Например, мы использовали меру несходства между водяным паром и температурой для параметризации коэффициента Пристли-Тейлора над поверхностью воды (Assouline et al. 2016).
Теория подобия Монина-Обухова, предложенная более 60 лет назад, остается для нас основной основой для понимания влияния плавучести на турбулентные характеристики в приземном слое атмосферы. Как мы можем решить функции подобия Монина-Обухова с теоретической точки зрения, остается неясным. В серии работ, вдохновленных недавно предложенными связями между турбулентными спектрами и профилем средней скорости в потоках в трубах, мы теоретически получили профили средней скорости/температуры на основе идеализированных турбулентных спектров скорости и температуры воздуха, как показано на рисунке 2 (Katul et al.