On the structure of temperature pulsations near the surface under convective conditions

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Measurements of temperature pulsations under conditions of summer hot weather in the near-surface air layer in a deserted area were carried out using wire sensors distributed spatially and in height with a recording frequency of 1000 Hz. For the power spectra, slopes with values from “–1” to “–1.35” (scale: 0.2–2 m) are noted for frequencies below the “–5/3” inertial interval region. At frequencies above the inertial interval (scales: 0.01-0.1 m), slopes range from “–4.2” to “–5.8”. In some episodes at frequencies less than 0.1–0.3 Hz, slopes from “–0.2” to “–0.85” are observed. Based on the equations of motion in the Boussinesq approximation, we obtained estimates for the observed slopes of the spectra: “–1”, “–4/3”, and “–7/3”, characteristic of a thermally stratified medium. Using a qualitative (visual) method at different signal averaging times (1, 10, 200 s), the occurrence of thermoconvective structures of “ramps” with a temporal length of 0.3–1 s was revealed, which constitute ramps with a length of 1–10 s at larger averaging.

Sobre autores

Е. Malinovskaya

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: elen_am@inbox.ru
Rússia, Moscow

O. Chhetiani

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: elen_am@inbox.ru
Rússia, Moscow

V. Azizyan

A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Russian Academy of Sciences

Email: elen_am@inbox.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 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».