湍流通量與方差的預(yù)報方程_第1頁
湍流通量與方差的預(yù)報方程_第2頁
湍流通量與方差的預(yù)報方程_第3頁
湍流通量與方差的預(yù)報方程_第4頁
湍流通量與方差的預(yù)報方程_第5頁
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文檔簡介

湍流通量與湍流方差湍流通量湍流方差動量通量水汽通量熱量通量“能量”第一頁第二頁，共19頁。內(nèi)容安排湍流偏差預(yù)報方程湍流方差預(yù)報方程湍流通量預(yù)報方程第二頁第三頁，共19頁。湍流偏差預(yù)報方程為例進(jìn)行推導(dǎo)：如：

就代表陣風(fēng)，預(yù)報x方向的陣風(fēng)。第三頁第四頁，共19頁。Boussinesqapproximation

第四頁第五頁，共19頁。左邊右邊第五頁第六頁，共19頁。平均運(yùn)動方程：湍流偏差方程：湍流通量第六頁第七頁，共19頁。垂直方向的動量偏差方程上次課，我們得到：湍流通量第七頁第八頁，共19頁?，F(xiàn)場小練習(xí)請在您的筆記本上推導(dǎo)出：

1）熱量偏差方程

2）水汽偏差方程第八頁第九頁，共19頁。湍流的產(chǎn)生湍流產(chǎn)生的機(jī)制熱力作用動力(機(jī)械)作用熱泡浮力對流摩擦風(fēng)切變自由對流狀態(tài)強(qiáng)迫對流狀態(tài)晴天無/小風(fēng)多云強(qiáng)風(fēng)第九頁第十頁，共19頁。2012年8月下旬第十頁第十一頁，共19頁。第十一頁第十二頁，共19頁。表面加熱和自由對流

多高？多快？多久？長度尺度速度尺度時間尺度自由對流尺度反映、刻畫對流發(fā)展的快慢與大小第十二頁第十三頁，共19頁。長度尺度熱泡上升直到它們到達(dá)覆蓋混合層的穩(wěn)定層為止，因此要把溫度尺度換算到Zi。熱泡是對流邊界層中的主要湍渦，而且所有的小湍渦都以熱泡為能源，這樣的對流形勢下，我們要求把許多湍流過程都換算到與Zi有關(guān)。第十三頁第十四頁，共19頁。

太陽加熱地面，在浮力作用下，熱泡不斷得到熱通量帶來的能量。定義浮力通量：浮力通量第十四頁第十五頁，共19頁。速度尺度我們知道，在自由對流中要用到兩個重要的變量：浮力和Zi自由對流尺度速度第十五頁第十六頁，共19頁。時間尺度

對多數(shù)混合層來講，時間尺度大約是5—15分鐘。觀測結(jié)果表明：時間尺度大體上等于熱泡中的空氣在混合層底部和頂部循環(huán)一次所花費的時間。第十六頁第十七頁，共19頁。摩擦速度與對

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