Апробация численной модели пограничного слоя атмосферы на основании данных эксперимента Wangara

Авторы: Казаков А.Л., Иванова Е.В.

Год: 2010

Выпуск: 10

Страницы: 97-111

Аннотация

На основании данных эксперимента Wangara осуществлена апробация одномерной численной модели пограничного слоя атмосферы (ПСА) в воспроизведении его термодинамической структури в разное время суток над сушей. Система уравнений модели замыкалась, во-первых, с различным порядком (первым или полуторным), во-вторых, с различными способами («b-l» или «b-ε «). Среди моделей первого порядка замыкания были такие, в которых диагностические уравнения для коэффициентов турбулентности получены из модели высокого порядка замыкания [1], с использованием уравнения кинетической энергии турбулентности вертикальных пульсаций скорости для устойчиво-стратифицированного пограничного слоя. Всего было проведено 12 экспериментов, дан анализ качественного и количественного соответствия результатов счета натурным данным.

Теги: "b-l" и "b-ε " замыкания; коэффициенты различия и корреляции; одномерная модель; пограничный слой; путь перемешивания; термодинамическая структура; турбулентность

Список литературы

  1. Зилитинкевич С.С., Эльперин Т., Клиорин Н., Рогачевский И. Замыкание уравнений Рейнольдса для устойчиво стратифицированных турбулентных течений в атмосфере и океане // Український гідрометеорологічний журнал. — 2009. —   № 4. – С. 75-102.
  2. Cuxart J., Holtslag A.A.M., Beare R.J., Bazile E., Beljaars A. and atc. Single-column model intercomparison for a stably stratified atmospheric boundary layer // Boundary-Layer Meteorology. – 2006. — N 118. – P. 273-303.
  3. Демченко П.Ф. Параметризация высоты планетарного пограничного слоя при переходе к устойчивой стратификации // Мат. модирование процессов в пограничных слоях атмосферы и океана. – М., 1989. – С. 23-26.
  4. Chimonas G. Steps, waves and turbulence in the stably stratified planetary boundary layer // Boundary-Layer Meteorol. – 1999. — 90, N 3. – P. 397-421.
  5. Zilitinkevich S.S., Esau I.N. On integral measures of the neutral barotropic planetary boundary layer // Boundary-Layer Meteorol. – 2002. — 104, N 3. – P. 371-379.
  6. Malbakhov V.M., Shlychkov V.A. Numerical modeling of a coherent structures ensemble with convection in the atmospheric boundary layer // Bull. Novosib. Comput. Cent. Ser. Numer. Model. Atmos., Ocean and Environ. Stud. – 2001. – N 7. – P. 35-41.
  7. Mitzeva Rumjana, Gerova Gerdana Numerical study of the heat and moisture exchange in the morning boundary layer// Idojaras. – 2000. – 104, N2. – P. 109-122.
  8. Letzel Maraus Oliver, Raosch Siegfried Large eddy simulation of thermally induced oscillations in the convective boundary layer// J. Atmos. Sci. – 2003. — 60, N 18. – P. 2328-2341.
  9. Weng Wensong, Taylor Peter A. On modeling the one-dimensional atmospheric boundary layer // Bounday-Layer Meteorol. – 2003. – 107, N2. – P. 371-400.
  10. Clarke R.H., Dyer A.J., Brook R.R., Reid D.G., Troup A.J. The Wangara experiment: boundary layer data //
  11. Сухоруков В.А. Иерархия моделей вертикального турбулентного обмена в океане / В.А. Сухоруков, Н.В. Дмитриев, С.Н. Лихачев // Метеорология и гидрология. – 1990. — № 10. – С. 74-82.
  12. Дмитриев Н.В., Лихачев С.М. Численные эксперименты с нестационарной моделью взаимодействующих слоев атмосферы и океана // Математические модели в исследовании динамики океана. – Новосибирск: ВЦ СОАН СССР, 1992. — C.51-64.
  13. Колинко А.В. Статистическая структура крупномасштабных океанологических полей на Ньюфаундленском энергетическом полигоне //Метеорология и гидрология. — 1990.– № 8. – с. 102–107.
Скачать полный текст (PDF)