Семинар ОДА 9 октября 2018 года, 15:00

В атмосферном пограничном слое (АПС) циркуляционные структуры, такие как валиковая циркуляция, стрики, термики, играют значительную роль в процессах тепломассопереноса, влияют на турбулентность.

Исследование структур в АПС проводится на основе данных наблюдений, полученных в экспедициях ИФА им. А.М. Обухова РАН, и результатов численного моделирования в рамках двухмасштабной модели и модели WRF-ARW.

Отмечается рост асимметрии валиков с увеличением эффективного числа Рейнольдса, сопровождающийся заметным увеличением экстремальных значений амплитуды продольной компоненты скорости в направлении, противоположном направлению геострофического ветра, по сравнению с амплитудами по направлению ветра. Одновременно наблюдается увеличение экстремальных значений положительной компоненты спиральности по сравнению с отрицательной.

Определена статистика конвективных образований на основе данных акустического зондирования в различных ветровых и температурных условиях. Исследованы распределения длительности превышения вертикальной скоростью предельного (порогового) значения, максимального значения скорости в пределах этого промежутка времени, общего горизонтального пространственного масштаба.

Исследуется влияние упорядоченных циркуляционных структур на вынос субмикронного аэрозоля в аридных условиях в рамках модели WRF Chem. Отмечается интенсификация процессов подъема и переноса с формированием аэрозольных слоев.

В условиях умеренной конвекции была обнаружена хорошая корреляция хода спиральности с ходом квадрата скорости ветра на верхних уровнях акустического зондирования. Для плотности спиральности крупномасштабных движений получены средние значения 0,3-0,6 м/с2, средняя же по слою спиральность в атмосферном пограничном слое оказалась близка к теоретическим и эмпирическим значениям турбулентной спиральности и составляет примерно 0,02-0,12 м⁄с2.

Исследуется диагностический и прогностический смысл спиральности как полезной дополнительной физической/гидродинамической характеристики атмосферной циркуляции для случаев полярных мезоциклонов и блокирующего антициклона 2010 г. с использованием данных ре-анализа (ECMWF) и результатов численного моделирования в мезомасштабной атмосферной модели WRF.

Показано, что усвоение данных акустического и микроволнового зондирования (сети содаров и температурных профилемеров) в модели WRF-ARW улучшает качество прогнозов вертикальных профилей температуры и ветра в нижней тропосфере, особенно для краткосрочных прогнозов на большой площади.