平坦非均匀地面对流边界层的准定常态

摘要：

用大涡模拟方法研究对流边界层大气对非均匀地面条件的适应性.研究限于无风、平坦地形条件,地面热通量在一个水平方向作非均匀变化;平均地面热通量为0.15K·ms-1、非均匀性变化幅度为0.05K*ms-1;地面非均匀性的尺度在20km之内.模拟结果表明,在充分长的时间后,边界层达到一种适合于地面条件的准定常态.这种准定常态和向其过渡的过程中,水平平均的边界层廓线性质,如平均位温廓线、垂直热通量廓线等几乎与平坦均匀地面的结果相同,或差异极小.地面非均匀性的主要作用是使边界层动能增大,并以地面非均匀性变化方向的动能增加为主.边界层动能以一种振荡衰减的形式向其准定常态过渡.可以引入边界层平均动能达到其第1个峰值所需的时间tc和准定常态无因次动能为这一过渡过程的2个特征量.此2个特征量与地面非均匀性尺度的定性关系是,非均匀性尺度越大,过渡时间tc越长,达到的准定常态无因次动能也越大.

关键词：对流边界层、准定常态、非均匀、大涡模拟

所属期刊栏目：36

分类号：P425(气象基本要素、大气现象)

资助基金：国家自然科学基金49975009,49790020;高等学校博士学科点专项科研项目

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：388-397