Том 30, номер 04, статья № 11

Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В. Лидарные измерения параметров ветровой турбулентности в пограничном слое атмосферы. // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 04. С. 342–349.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Экспериментально исследована возможность определения параметров ветровой турбулентности: кинетической энергии турбулентности, ее скорости диссипации и внешнего масштаба турбулентности – из данных, измеряемых когерентным доплеровским лидаром Stream Line с использованием конического сканирования зондирующим пучком при различных состояниях пограничного слоя атмосферы. Установлено, что в слое интенсивного перемешивания структура турбулентности хорошо описывается моделью Кармана и оценки параметров турбулентности могут быть получены из лидарных данных с достаточно высокой точностью. В ночное время при устойчивой температурной стратификации определение внешнего масштаба турбулентности с использованием модели Кармана не представляется возможным.

Ключевые слова:

когерентный доплеровский лидар, коническое сканирование, ветровая турбулентность

Список литературы:


1. Банах В.А., Смалихо И.Н. Когерентные доплеровские ветровые лидары в турбулентной атмосфере. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2013. 304 с.
2. Frehlich R.G., Meillier Y., Jensen M.L., Balsley B., Sharman R. Measurements of boundary layer profiles in urban environment // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2006. V. 45, N 6. P. 821–837.
3. O’Connor E.J., Illingworth A.J., Brooks I.M., Westbrook C.D., Hogan R.J., Davies F., Brooks B.J. A method for estimating the kinetic energy dissipation rate from a vertically pointing Doppler lidar, and independent evaluation from balloon-borne in situ measurements // J. Atmos. Ocean. Technol. 2010. V. 27, N 10. P. 1652–1664.
4. Смалихо И.Н., Банах В.А. Точность оценивания скорости диссипации энергии турбулентности из измерений ветра импульсным когерентным доплеровским лидаром при коническом сканировании зондирующим пучком. Часть I. Алгоритм обработки лидарных данных // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 3. С. 213–219; Smalikho I.N., Banakh V.A. Accuracy of estimation of the turbulent energy dissipation rate from wind measurements with a conically scanning pulsed coherent Doppler lidar. Part I. Algorithm of data processing // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 5. P. 404–410.
5. Смалихо И.Н., Банах В.А., Пичугина Е.Л., Брюер А. Точность оценивания скорости диссипации энергии турбулентности из измерений ветра импульсным когерентным доплеровским лидаром при коническом сканировании зондирующим пучком. Часть II. Численный и натурный эксперименты // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 3. С. 220–225; Smalikho I.N., Banakh V.A., Pichugina E.L. Brewer A. Accuracy of estimation of the turbulent energy dissipation rate from wind measurements with a conically scanning pulsed coherent Doppler lidar. Part II. Numerical and atmospheric experiments // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 5. P. 411–416.
6. Смалихо И.Н., Банах В.А., Фалиц А.В., Руди Ю.А. Определение скорости диссипации энергии турбулентности из данных, измеренных лидаром Stream Line в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 10. С. 901–905.
7. Sathe A., Mann J., Vasiljevic N., Lea G. A six-beam method to measure turbulence statistics using ground-based wind lidars // Atmos. Meas. Tech. 2015. V. 8. P. 729–740.
8. Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Докл. АН СССР. 1941. Т. 30, № 4. С. 299–303.
9. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Ч. 2. М.: Наука, 1967. 720 с.
10. Ламли Дж., Пановский Г. Структура атмосферной турбулентности. М.: Мир, 1966. 264 с.
11. Винниченко Н.К., Пинус Н.З., Шметер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 288 с.
12. Банах В.А., Смалихо И.Н., Фалиц А.В., Белан Б.Д., Аршинов М.Ю., Антохин П.Н. Совместные радиозондовые и доплеровские лидарные измерения ветра в пограничном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 10. С. 911–916; Banakh V.A., Smalikho I.N., Falits A.V., Belan B.D., Arshinov M.Yu., Antokhin P.N. Joint radiosonde and Doppler lidar measurements of wind in the atmospheric boundary layer // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 2. P. 185–191.
13. Pierson G., Davies F., Collier C. An analysis of performance of the UFAM Pulsed Doppler lidar for the observing the boundary layer // J. Atmos. Ocean. Technol. 2009. V. 26, N 2. P. 240–250.
14. Зилитинкевич С.С. Динамика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 292 с.
15. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 263 с.

Вернуться