Отправить статью по E-mail 
Вертикальные турбулентные потоки аэрозоля и тепла на опустыненной территории при всплесковой эмиссии пылевого аэрозоля
- Авторы: Горчаков Г.И.1, Карпов А.В.1, Гущин Р.А.1, Даценко О.И.1, Курбатов Г.А.1
-
Учреждения:
- Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
- Выпуск: Том 61, № 1 (2025)
- Страницы: 111-120
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/0002-3515/article/view/293934
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351525010086
- EDN: https://elibrary.ru/HEXNDK
- ID: 293934
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
По данным измерений в сентябре 2021 г. на опустыненной территории в Астраханской обл. компонент скорости ветра, температуры воздуха и концентрации частиц аэрозоля в приземном слое атмосферы определены вертикальные турбулентные потоки тепла и пылевого аэрозоля. Выполнен статистический анализ вариаций метеопараметров и концентрации частиц аэрозоля. Проанализирована временная изменчивость горизонтальной и вертикальной компонент скорости ветра, температуры воздуха и концентрации частиц аэрозоля с использованием спектрального анализа. Выполнено сопоставление эмпирических функций распределения плотности потоков тепла и временной изменчивости скорости выноса тепла с подстилающей поверхности по данным синхронных измерений с помощью акустических метеостанций Метео-2 и Metek. Выявлены существенные различия пространственно-временной изменчивости вертикального турбулентного переноса тепла и пылевого аэрозоля на опустыненной территории. Определены 30-минутные средние значения динамической скорости, масштаба Монино-Обухова, турбулентных потоков тепла (90–160 Вт/м2) и пылевого аэрозоля (7.2–27.5 см–2с–1), а также скорости выноса тепла (14–21 см/с) и пылевого аэрозоля (10–16 см/с) с подстилающей поверхности. Показано, что временная изменчивость плотности потока пылевого аэрозоля обусловлена суперпозицией конвективных «низкочастотных» движений с масштабами примерно 3–15 мин и «высокочастотных вариаций с длительностью меньше примерно 10 с.
Полный текст
Об авторах
Г. И. Горчаков
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: gengor@ifaran.ru
Россия, Пыжевский пер., 3, стр. 1, Москва, 119017
А. В. Карпов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: gengor@ifaran.ru
Россия, Пыжевский пер., 3, стр. 1, Москва, 119017
Р. А. Гущин
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: gengor@ifaran.ru
Россия, Пыжевский пер., 3, стр. 1, Москва, 119017
О. И. Даценко
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: gengor@ifaran.ru
Россия, Пыжевский пер., 3, стр. 1, Москва, 119017
Г. А. Курбатов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Email: gengor@ifaran.ru
Россия, Пыжевский пер., 3, стр. 1, Москва, 119017
Список литературы
- Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере // М.: Наука, 2008. 416 с.
- Белоцерковский О.М., Андрущенко В.А., Шевелев Ю.Д. Динамика пространственных вихревых течений в неоднородной атмосфере. М.: Янус-К, 2000. 456 с.
- Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения воздуха. Л.: Гидрометео-издат, 1975. 448 с.
- Бызова Н.Л., Иванов В.И., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометео-издат, 1989. 263 с.
- Вазаева Н.В., Чхетиани О.Г., Максименков Л.О. Организованная валиковая циркуляция и перенос минеральных аэрозолей в атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55, № 2. С. 17–31.
- Горчаков Г.И., Карпов А.В., Гущин Р.А. Турбулентные потоки пылевого аэрозоля на опустыненной территории // Доклады РАН. Науки о Земле, 2020, Т. 494. № 2. С. 53–57.
- Горчаков Г.И., Чхетиани О.Г., Карпов А.В., Гущин Р.А., Даценко О.И. Квазипериодическая эмиссия пылевого аэрозоля на опустыненной территории // Метеорология и гидрология. 2023. №8. С. 62–73.
- Карпов А.В., Горчаков Г.И., Гущин Р.А., Даценко О.И. Вертикальные турбулентные потоки пылевого аэрозоля // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57. № 5. С. 565–574.
- Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоидат, 1998. 914 с.
- Alfaro S.C., Gaudichet A., Gomes L., Maille M. Modeling the size distribution of a soil aerosol produced by sandblasting // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 11239–11249.
- Bagnold R.A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. London: Methuen, 1941. 265 р.
- Brunekreef B., Holgate S.T. Air pollution and health. Lancet. 2002. V.360. P.1233–1242.
- Gorchakov G.I., Koprov B.M., Shukurov K.A. Vertical turbulent aerosol fluxes over desertized areas // Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics. 2002. V. 38. Suppl. 1. P. S138–S147.
- Gryanik V.M., Hartmann J. A Turbulence Closure for the Convective Boundary Layer based on a two-scale mass-flux approach // J. Atm. Sci. 2002. V. 59. № 18. P. 2729–2744.
- Kader B.A., Yaglom A.M. Mean fields and fluctuation moments in unstably stratified turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 1990. V. 212. P. 637–662.
- Kaimal J.C., Wyngaard J.C., Haugen D.A., Cote O.R., Izumi Y., Caughey S.J. Readings C.J. Turbulence Structure in the Convective Boundary Layer // J. Atm. Sci. 1976. V. 33. № 11. P. 2152–2169.
- Krishnamurthy A., Moore J.K., Mahowald N., Luo C., Zender C.S. Impacts of atmospheric nutrient inputs on marine biogeochemistry // J. Geophys. Res. 2010. 115. No G1, G01006.
- Li X.Y., Klose M., Shao Y., Zhang H.S. Convective Turbulent Dust Emission (CTDE) Observed over Horqin Sandy Land Area and Validation of a CTDE Scheme // J. Geophys Res. V. 119. P. 9980–9992.
- Maher B.A., Prospero J.D., Mackie D. Global connections between aeolian dust, climate and ocean biogeochemistry at the present day and at the last glacial maximum // Earth Sci. Rev. 2010. V. 99. P. 61–97.
- Mahowald N., Albani S., Kok J.F., Engelstalder S., Scara R., Ward D.S., Flanner M.C. The size distribution of desert dust aerosols and its impact on the Earth system // Aeolian Research. 2014. V. 15. P. 53–71.
- Miller R.L. Tegen I. Climate Response to Soil Dust Aerosols // J. Climate.1998. V. 11. P. 3247–3267.
- Stout J.E., Zobec T.M. Intermittent saltation // Sedimentology. 1997. V. 44. P. 959–970.
- Vulfson A.N., Nikolaev P.V. Classical and local similarity in problems of turbulent convection: Extension of Prandtl semi-empirical theory for horizontal layers of water and air mediums // Physics of Fluids. 2024. V. 36. P. 026612.
Дополнительные файлы
