Семинар ОДА 19 марта 2015 года, 12:00
СПЕКТРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ТУРБУЛЕНТНОСТИ И ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ В КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКАХ ТРОПИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ПО ДАННЫМ САМОЛЕТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
Струнин Александр Михайлович,
Центральная аэрологическая обсерватория
Приводятся результаты анализа данных наблюдений турбулентности в конвективных облаках, полученных во время комплексного самолетного эксперимента над метеорологическим полигоном над о. Куба. Описывается вновь разработанный метод введения поправки в температуру и ее пульсации на водность облака при самолетных измерениях, приводится оценка величины коэффициента поправки на водность. Показано, что метод обеспечивает восстановление истинных значений пульсаций температуры в облаке и получение непротиворечивых данных о потоках тепла через боковые границы конвективного облака.
Применение вейвлет-преобразования и разработанного метода введения поправки в температуру на водность облака позволило выявить ряд особенностей развития турбулентности в конвективных облаках (конвективных ячейках) тропической зоны. Были выявлены квазистационарные стадии развития конвективных ячеек – начальная стадия развития, стадия зрелого облака и стадия диссипации облака. Показано, что форма спектров пульсаций и коспектров потоков тепла и импульса существенным образом зависят от стадии развития конвективной ячейки. Получены универсальные функции, описывающие коспектры потоков тепла и спектры пульсаций скорости ветра и температуры воздуха для различных стадий развития конвективной ячейки, определены управляющие параметры (относительное время жизни ячейки и степень перегрева облачного воздуха), параметры универсальных функций. Приводятся эмпирические функции распределения (накопленные повторяемости) среднеквадратических пульсаций скорости ветра и температуры и коэффициента турбулентного перемешивания и величины их средних значений в конвективных облаках тропической зоны и показано, что эти распределения существенным образом зависят от стадии развития конвективных ячеек. Оценена применимость формулы Ричардсона-Обухова для расчета величин коэффициента турбулентного перемешивания в конвективных ячейках, находящихся на различных стадиях развития и получены значения коэффициентов пропорциональности в этой формуле.