О структуре температурных пульсаций вблизи поверхности в конвективных условиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены измерения температурных пульсаций в условиях летней жаркой погоды в приповерхностном слое воздуха на опустыненной территории с использованием проволочных датчиков, распределённых пространственно и по высоте с частотой регистрации 1000 Гц. Для степенных спектров для частот, расположенных ниже области инерционного интервала “–5/3”, отмечаются наклоны со значениями от “–1” до “–1.35” (масштабы: 0.2–2 м). На частотах выше инерционного интервала (масштабы: 0.01–0.1 м) наклоны варьируются от “–4.2” до “–5.8”. В отдельных эпизодах на частотах меньше 0.1–0.3 Гц наблюдаются наклоны от “–0.2” до “–0.85”. Исходя из уравнений движения в приближении Буссинеска, получены оценки для наблюдаемых наклонов спектров: “–1”, “–4/3”, “–7/3”, характерных для термически стратифицированной среды. С использованием качественного (визуального) метода при разных временах осреднениях сигнала (1, 10, 200 с) выявлено возникновение термоконвективных структур “рэмпов” временной протяженностью в 0.3–1 с, которые составляют при более крупном осреднении рэмп длиной 1–10 с.

Об авторах

Е. А. Малиновская

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: elen_am@inbox.ru
Россия, Москва

О. Г. Чхетиани

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук

Email: elen_am@inbox.ru
Россия, Москва

Г. В. Азизян

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской Академии наук

Email: elen_am@inbox.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Krishnamurti R., Howard L. N. Large-scale flow generation in turbulent convection // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1981. V. 78(4). P. 1981–1985.
  2. Малиновская Е. А., Чхетиани О. Г., Голицын Г. С., Лебедев В. А. О вертикальном распределении пылевого аэрозоля в условиях слабых и умеренных ветров // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 509. Вып. 2. С. 250–258.
  3. Frisch A. S., Businger J. A. A study of convective elements in the atmospheric surface layer // Boundary-Layer Meteorology. 1973. V. 3(3). P. 301–328.
  4. Koprov B. M. et al. Statistics of air temperature spatial variability in the atmospheric surface layer // Boundary-layer meteorology. 1998. V. 88(3). P. 399–423.
  5. Taylor R. J. Thermal structures in the lowest layers of the atmosphere // Australian Journal of Physics. 1958. V. 11(2). P. 168–176.
  6. Chen W. et al. Coherent eddies and temperature structure functions for three contrasting surfaces. Part I: Ramp model with finite microfront time // Boundary-Layer Meteorology. 1997. V. 84. P. 99–124.
  7. Phong-Anant D., Chambers A. J., Antonia R. A. I. Vertical and horizontal spatial coherence of temperature fluctuations in the atmospheric surface layer / Australasian Conference on Hydraulics and Fluid Mechanics. Barton, ACT, 1980. V. 7. P. 432–434.
  8. Кадер Б. А. Трехслойная структура неустойчиво стратифицированного приземного слоя атмосферы // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1988. Т. 28. № 12. С 1235–1250.
  9. Vindel J. M., Yagüe C. Intermittency of turbulence in the atmospheric boundary layer: Scaling exponents and stratification influence // Boundary-layer meteorology. 2011. V. 140. P. 73–85.
  10. McNaughton K. G., Clement R. J., Moncrieff J. B. Scaling properties of velocity and temperature spectra above the surface friction layer in a convective atmospheric boundary layer // Nonlinear Processes in Geophysics. 2007. V. 14(3). P. 257–271.
  11. Горчаков Г. И., Чхетиани О. Г., Карпов А. В., Гущин Р. А., Даценко О. И. Турбулентные потоки аэрозоля и тепла на опустыненной территории при всплесковой эмиссии пылевого аэрозоля // Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. (в печати).
  12. Martens C. P. Spectrum of turbulence with temperature gradient (in the atmosphere) // Journal of Physics A. 1976. V. 9–10. P. 1751–1770.
  13. Гисина Ф. А. Расчет основных спектральных характеристик турбулентности в термически стратифицированной атмосфере // Труды Ленинградского гидрометеорологического института. 1968. Вып. 34. С. 49–58.
  14. Сазонтов А. Г. Соотношение подобия и спектры турбулентности в стратифицированной среде // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1979. Т. 15. № 8. С. 820–828.
  15. Chkhetiani O. G., Gledzer E. B., Artamonova M. S., Iordanskii M. A. Dust resuspension under weak wind conditions: direct observations and model // Atm. Chemistry and Physics. 2012. V. 12. P. 5147–5162.
  16. Чхетиани О. Г., Вазаева Н. В. Об алгебраических возмущениях в атмосферном пограничном слое // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55. № 5. С. 62–75.
  17. Dillon T. M., Caldwell D. R. The Batchelor spectrum and dissipation in the upper ocean // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1980. V. 85. С. 4. P. 1910–1916.
  18. Young G. S. Convection in the atmospheric boundary layer // Earth-Science Reviews. 1988. V. 25(3). P. 179–198.
  19. Kao S. K. Wavenumber-frequency spectra of temperature in the free atmosphere // Journal of Atmospheric Sciences. 1970. V. 27(7). P. 1000–1007.
  20. Гисина Ф. А. О влиянии градиентов средней скорости и температуры на спектральные характеристики турбулентности // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1966. Т. 2. № 8. С. 804–813.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».