атм / 1klect10
.pdf
Признаки турбулентности и
инверсий
Почему за счет пульсаций возможен перенос?
Рейнольдс предложил разлагать все характеристики турбулентного потока на гладкие части, которые он предложил называть средними значениями () и флуктуации или пульсации ().
Как описывают эффект теплопереноса пульсирующим полем. Эвристический вывод
формулы турбулентного потока тепла
Таким образом, можно описать турбулентный перенос аналогично
молекулярному, но коэффициент турбулентного
теплопереноса 1-10 м2/с, т.е.больше молекулярного в 100000 раз.
Как представить себе турбулентный поток тепла?
•Молекулярный поток тепла
G=-ρcpλдТ/дz
λ≈0,00001 м2/с
Турбулентный поток тепла
Н=-ρcpкТдТ/дz
кТ ≈1↔50 м2/с
кТ>> λ 
Турбулентные потоки тепла и водяного пара входят важной частью в уравнение теплового баланса деятельного слоя
Для их расчета используются специальные рабочие формулы, получаемые из основной
|
|
|
|
KT |
|
|
T Ts C p Cu U Ts T |
H C p KT |
T |
C p |
|
|
|||
z |
|
Z Z s |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
a |
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Cu U |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
H a U T |
T |
рабочая формула для расчета турбулентного потока тепла |
||
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U скорость ветра, T - температура воздуха, Ts - температура поверхности почвы |
|||||
a C |
|
C |
1, 2[кг м-3 ] 1005 |
Дж кг-1K |
1 |
0.001 1 |
Дж м-3 K |
1 |
||||
|
p u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Пример: U 10[мс-1 ], T |
T 2К H 10 |
Вт м2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
Получены карты турбулентного теплообмена
атмосферы и подстилающей поверхности
Составляющие теплового баланса системы Земля-атмосфера нужно знать!
Получено от солнца
Отдано земной поверхностью
Профиль температуры воздуха в приземном слое
Градиент температуры у поверхности (0,1 град/м) в сотни раз больше, чем в тропосфере (0,006 град/м)
Сравнение градиентов температуры в СА, ПС, ПЗС
• |
В свободной атмосфере =6K/км=6х10-3 К/м |
|
• |
В погранином слое = |
2-3 K/100м=10-2 К/м |
• |
В приземном слое = |
2-3 K/1м= 10-1 К/м |