PDF《稳 定大气边界层结构演变 的数值研 究》

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4 .

5 小时降温2k/hr,04.5小时~

9 小 时为 O k / h r (

2 )O ~

9 小时 内均为 l k / k r 维普资讯 http://www.cqvip.com

92 (

3 )在O~3小时内ak/hr,气象抖擎11卷3― 6小时l k / h r ,6 ~

9 小时Ok/hr~E这三种情况下 ,经l过9小时积分后 ,下垫面均下降吡 .其 试验 结果如 下: ( a)温度和风廓 线图1为三种情 况 F的温度 廓线演变圈 .比较图

1 a 2小 时后的 温度 廓线和 图1b4小 时后 的 温度廓 线.虽然 两者下 垫面都 降温4 k ,但是 稳定大 气边界层内受 下垫面强迫 降温的 情况却不 同.图ia145米处的 温度 由2

8 0 .

4 4 k降到2

8 0 .

4 2 k ,而图1b却由2

8 0 .

4 4 k 降为2

8 0 .

4 O k . 由此 可见,下 垫面降温越侵 ,稳定大 气边界层内受下垫 面强 迫降温的 度越 高. 再比较周 1( a ,c ) 中下垫面 停止 降温以后的 温度廓线 (即 6小 时和 8小时 )和、 图I b 9小时 降温后的温 度 廓线 .虽 然下 垫面 停止 降温,但是其温 度廓线仍直演变.而且 由原 来的温度 廓线斜率 在垂 直方 向的单调变 化趋势演 变为非 单调 变化趋 势.由此可见 ,稳定大气边 界屡很难 在短时 间内 响应下 垫面 温度 变化,而 是处在一个不 断的演 变过程之 中.试 图利 用相 似理 论(s o r b i a n C S

3 (

1 9

8 6 ) )对稳定大气边界 层内的温 度廓线采用一种函数 逼 近是 非常困难 的.崮a温度 廓线下垫面 降率0- -

4 .

5 小时内为2k/hr,4 . ;

一 9小 时 内为

0 k l h r … … 初始条件 一…一O2一 O

0 ~ ・一04 O0 一一~O6 :OO … 一一08'

O0圈b温度廓线下垫面 降率0― 0小时均为

1 k / h r … - 初始 条件一 ~ -一0 2:

0 0 一 ・一

0 { {O 0一一一一一06lO0一一一O8, O

0 一 ・一 O

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1 期周竞南稳定 大气边界屠 结构 演 变的 数值研究

9 3 圈lc温度廓 线下垫面 降i 率为 0― 3小 时内2 k / h , 3~ 6小时内lk/hr,6― 9小时内0h/kr其岂同 固一(a) 图2 a 分 量廓 线其它同图~ (a) 在不同的下垫面 泽 韫情 况下 , 其风廓线的变化电不 同. 如图2, 圈2a中出现 的超地转风最大 , 图2c次之,图2b最小, 超地转风 速的极大 值所 处的高度 也不 一致.图2b为77米处而图2a,图2 c 却为5u米处.当下 垫面停止唯媪以后 (即图

2 a

4 . 5小对以后,图

2 c 中 6小 时 以后 ), 在超地转风 速 极大 值 高度 以下 的风廓线的曲率 也有 温度 廓线曲率 的类似变 化趋 势.只是很小,在 图上几乎 分 辨不 出来 ,只能从数据中看去.考虑文章篇幅不再列举讨论..(b)端流 量廓线为了进一 步探 讨下 垫面 降温对稳定大 气边 界层风 温寓线 影响的物理机 制,我们 又分别对 上述三种不 同的 降温情况下 的端流热违量. (0 w ), 湍流脉动动能(q>

以及湍流交 换系数(k h )的廓线进 行 了比较. * I l l } l _ _ _ . 维普资讯 http://www.cqvip.com 气象科学图2bu分量廓线其它同闺 一(b) , _f 图2cU分置 廊线 其它同图一 (0)

1 1 卷图3为一0 w 廓线拘谊 变过程 图.当模式积分 4小时 时, 这三张图 中的 一0 w 廓线基本 相似, 只是图3a中的一0 w 艟要 偏犬 一些,图

3 c 玖之 , 图3b最小但是,当摸式继续积分,第一种情况 中的 降温停止 ,图3a中的 一e w 廓线的 底部斜率逐渐 变小 . 当第三 种情况 中的降温也 停止时,图3c中的 一O w廓 线也 发生 相 似的 变化. 图3h中的 一0 w,廓线却变化很'