Российский Гидрометеорологический Государственный университет

(РГГМУ)

Метеорологический факультет

Кафедра ДАКЗ

Курсовая работа

По дисциплине

«Динамическая метеорология»

На тему: «Суточный ход температуры»

Вариант №4

Выполнил: ст. гр. МГМ-300

Масловский Александр

Проверил: Егоров К.Л.

Санкт-Петербург

2015 Содержание

Содержание 3

1. Формулировка задачи о суточном ходе метеоэлементов. 4

2. Суточный ход метеорологических элементов. 7

3.Суточный ход температуры при постоянном коэффициенте турбулентности. 10

4.Ночное понижение температуры. 15

Задача. 20

Решение задачи. 21

Таблица расчетов 24

Список литературы. 25

1. Суточный ход метеорологических элементов.

2.Формулировка задачи о суточном ходе метеоэлементов.

3.Суточный ход температуры при постоянном коэффициенте турбулентности.

4.Ночное понижение температуры.

Задача.

Решение задачи.

Таблица расчетов

Список литературы.

1. Формулировка задачи о суточном ходе метеоэлементов.

Чтобы исследовать закономерности суточных колебаний метеоэлементов, учитывая взаимодействие полей, необходимо рассматривать совместно временный ход всех метеорологических характеристик пограничного слоя атмосферы.

Рассмотрим случай, когда подстилающая поверхность однородна по горизонтали, так что адвективные члены в уравнениях малы. Будем полагать достаточно малыми и слагаемые, связанные с лучистым притоком тепла в воздухе, фазовыми превращениями воды и вертикальными движениями. Тогда система основных уравнений, подлежащая решению, запишется следующим образом:

Для замыкания системы ( она содержит восемь неизвестных-u,ʋ,Θ,T,q,k,b,ԑ ) u,ʋ-компоненты вектора скорости; Θ-потенциальная температура; q-удельная влажность; k-коэффициент турбулентности; b-кинетическая энергия турбулентности; ԑ-скорость ослабления энергии. Можно привлечь дополнительные соотношения.

(2.7)

Выше приняты следующие обозначения: L- масштаб турбулентности; Т₁(­ζ) — температура почвы на глубине отсчитываемой от поверхности вниз; а — коэффициент температуропроводности почвы. Остальные обозначения указаны в предыдущих главах. Для решения системы (2.1) — (2.9) необходимо задать граничные условия. Поскольку из физического смысла поставленной задачи ясно, что решение должно быть периодическим с периодом, начальные условия можно не задавать, полагая, что рассматри­вается установившийся периодический режим. В качестве граничных условий наz = 0 воспользуемся усло­вием прилипания, из которого следует,

И отсутствием разрыва температуры на поверхности:

В качестве второго условия на деятельной поверхности исполь­зуем уравнение баланса тепла

где Rо— радиационный баланс у поверхности1; р1С1 — объемная теплоемкость почвы. Граничное условие для влажности запишем, воспользовав­шись зависимостью влажности от температуры:

где fо — относительная влажность у поверхности, которая опре­деляется увлажнением почвы и может считаться постоянной в течение суток. Кроме того, используем условие отсутствия потока энергии турбулентности через поверхность, а именно

Условия на другой границе могут быть записаны на основа­нии следующих соображений. Поскольку суточные колебания передаются от поверхности в воздух благодаря турбулентному обмену, с удалением от под­стилающей поверхности они должны затухать, и на большой высоте значения искомых характеристик можно считать посто­янными и получать их из решения соответствующих стационар­ных задач. Таким образом,

(2.17)