近地面层湍流动量输送与热量及标量输送的不相似性研究

【摘要】：虽然湍流近地层相似理论是大气和气候模式中最重要和应用最广泛的一项参数化理论,然而,其适用性却随着边界层特征的变化而变化。本文利用安装在70m高的气象塔上的涡动协方差系统2017年全年连续观测数据,评估了近地面层中动量和标量之间及不同标量之间的湍流输送相似性。文章揭示了在不稳定边界层中湍流对动量和标量以及各标量之间的输送相似性随着摩擦速度的增加而增加,随着稳定度的增大而减小。本文进一步探讨了湍流相干结构的特征与边界层特征的关系。研究表明,湍流相干结构的强度随着摩擦速度的增加而增加,然而其强度不随稳定度变化。各向同性的小尺度湍涡对动量和标量的输送是相似的,通量的相似性主要由大尺度湍涡决定。