Файл: Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Резюмируя приведенные данные, можно отметить, что для слоя от 10—20 м до 300—500 м при z, на высоте флюгера изме­ нение т с высотой невелико, закономерность его изменения с из­ менением температурной стратификации в разных условиях и на разных широтах имеет один и тот же характер: наименьшие зна­ чения (от 0,1 до 0,13) наблюдаются при неустойчивой стратифи­ кации, при безразличной они составляют от 0,13 до 0,15, а при разных градациях устойчивости — от 0,17 до 0,50. Над городом значения т при неустойчивой и безразличной стратификации не­ сколько больше, чем над сельской местностью. Все эти данные получены по осреднениым профилям скорости ветра. Для отдель­

ных профилей при сильной инверсии пг может достигать

значе­

ний 0,7—0,8; в тех случаях, когда .внутри 300-метрового

слоя

имеется максимум или же, напротив, большой градиент скорости

ветра

на

больших высотах

при малом

внизу (Машкова, 1967;

Клипов,

1963), степенная

функция непригодна

для аппрокси­

мации.

 

 

 

 

 

3.2.3.

Характеристики турбулентности в

нижнем

300-метровом

 

 

слое атмосферы

 

 

Полные и подробные обзоры и обобщения результатов изме­ рений характеристик турбулентности в приземном и пограничном слоях атмосферы имеются в книгах Монина и Яглома (1965; 1967), Зилитинкевича (.1070), Ламли и Лановского (1964), Винниченко и др. (1968). Поэтому здесь приведены только резуль­ таты, полученные на высотной мачте ИЭМа, и притом те из них, которые представляют прямой или косвенный интерес для расче­ тов диффузии.

Самой ранней была попытка использования записей пульсаций направления ветра для суждения о характере диффузии, анало­ гично тому, как это было сделано в Брукхейвне (МАЭ, 1955). Было выделено несколько типов записей и проведено сопоставле­ ние их с характером устойчивости. Результаты, полученные та­ ким способом, очень наглядны и просты, однако их недостатком является существенная зависимость от характеристики используе­ мого датчика и системы записи, так что данные, полученные раз­ ными авторами и с помощью разной аппаратуры, можно сравни­ вать только качественно.

•На рис. ЗЛ5 и 3.16 приведены типы записей пульсаций на­ правления ветра, полученные с помощью двух применявшихся на

высотной

мачте датчиков

'(виндрозы Машкова, 1963 .и бифлюгар-

ки Клипов и др., 1965),

при различных

условиях,

перечисленных

в табл. 3.32. На рис. ЗЛ7 изображено

типичное

распределение

типов пульсаций по вертикали в течение

суток при разной пого­

де летом

(Машкова, 1965). По характеру

эти данные не отлича­

ются от

полученных в США. В табл. 3.32

дано соответствие ти­

пов пульсаций с характером устойчивости, скоростью ветра и об­ лачностью.

1

2

3

f

5

6

Рис. 3.15. Типы пульсации направления ветра (виндроза). Обозначения со­ ответствуют табл. 3.32

Рис 3.16. Типы пульсации направления ветра (бифлюгарка) на высо­

 

 

те 8 м

(/)

и 301

м (2):

а - днем, умеренный

ветер,

пасмурно;

б — ночью при инверсии; о — днем в

летнее время; г — то

же при

слабом

ветре

(2—3

м/с); д — то же при очень

слабом ветре (1—2 м/с)

|

Г

\ солнца.

солнца]^ ,

Рис. 3.17. Примеры распределения типов пульсаций направления ветра по высоте в течение cytoK.летом:

а — антнциклональная погода, б — облачная погода с умеренным ветром; прерывис­ тая линия — граница инверсии

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.32

Соответствие между типами

пульсаций направления ветра и

погодой,

 

 

 

U — на уровне 25 м •

 

 

 

 

Тип

U м/с

Устойчивость

Размах

Облачность

Когда

бывает

пульса­

колебании,

ции

 

 

 

град

 

 

 

 

 

 

1

0 - 3

Инверсия

0-10

Небольшая,

Зимой

в любое

 

 

 

 

 

нижней

пет

время

суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

Летом—ночью

1а

0 - 2

Неустойчивость

>90

Кучевого

типа

Летом

в дневное

 

 

 

 

 

 

 

 

время

 

2

2 - 3 Слабая

устойчи­

5 - £ 5

Общая

значитель­ Чаще

утром и

 

 

вость

 

 

ная, нижней пет

вечером, но

 

 

 

 

 

 

 

 

может

быть н

 

 

 

 

 

 

 

 

любое

время.

 

 

 

 

 

 

 

 

Переходный от

 

 

 

 

 

 

 

 

1 к 4 и 3

2а

2 - 3

Умеренная не­

70-90

Полная

 

 

Летом

днем

 

 

устойчивость

 

 

 

 

 

 

 

3

2—5

Сильная

неустой­

>90

Разная. В марте

Летом

в дневное

 

 

чивость

 

ясно.

Летом—

время

 

 

 

 

 

 

кучевая

 

 

 

 

4

3 - 5

Небольшая не­

15-45

Пасмурно

 

Переходный от

 

 

устойчивость

 

 

 

 

2 к 5 или 3

5

>4

Слабая

неустой­

45-90

 

 

 

Днем

 

 

 

 

чивость или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

безразличная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стратификация

 

 

 

 

 

 

 

6

>4

Слабая

устойчи­

5-25

 

 

 

Ночью

 

 

 

вость

или без­

 

 

 

 

 

 

 

различная стра­ тификация

Измерения диссипации энергии и энергий продольной компо­ ненты скорости ветра на высотной мачте ИЭМа проводились Ива­

новым и

Волковицкой

(Иванову

1962;-1964; 1968, Волковицкая,

Иванов,

1970а,

19706). Профили

интенсивности продольной ком­

поненты

скорости У

< и* у> / и ш

 

при различных

условиях

стратификации

(здесь

if/зоо

— скорость

ветра на уровне 300 м)

приведены на рис. 3. .16. Согласно

 

этим

результатам во воем 300-

метровом

слое

величина

< и 2 г >

практически не

меняется с

высотой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Осредненные профили диссипации турбулентной энергии для безразличной И неустойчивой стратификации показаны на рис. 3.19, а для устойчивой — на рис. 3.20. Эта данные были ис-

Т

I огы

О Т

Рис. 3.1S. Интенсивность продольной компоненты пуль­

саций

скорости ветра У"<«2 > в

зависимости

от

высоты

по данным Волковнцкон

и

Иванова

(1970):

1 —

=

1,8 град/100 м; 2 - | L \ > 200 м;

3—L= 17 + 8 м:

 

 

4— L = —7 ±5 м

 

 

Z М Г

I

: I

'

I 1

I

 

 

 

0

700_

200

300

 

 

 

 

 

О

100

200

 

300

 

 

 

 

 

0i

 

W01 —

200 ЕсмУс3

Рис. 3.19. Диссипация

энергии

в зависимости

от

высоты по

данным Волко-

вицкой

и Иванова

(19706) при

безразличной

и

неустойчивой

стратификации:

 

 

/—

| L I >200 м, 2 - £ = —,33 ± 5 м, J — i = - 8 ± 4 м,

98

• ' -
Т£Л- и

пользованы Ивановым (1971) для расчета

продольного

времен­

ного масштаба t i v , а также величин .x^-, rLx,

Кх

согласно выраже­

ниям (1.35) и

(1.49). Профили т/д. и xLx показаны на рис. 3. 21 о.

Отметим, что

наибольшими эти величины оказались при слабой

устойчивости;

при неустойчивой стратификации

IJLV и xLx,

начи­

ная с 50 м практически не меняются с .высотой. Значения

ZM

 

О

 

0,05

.1,0

 

Рис. 3.20. Диссипация энергии в

зависимости

 

от высоты по данным Волковнцкон и Иванова

 

(19706)

при устойчивой

стратификации:

 

= 1,1 град/100 м (/);

1,9 град/100 м (2, 3)

 

хцс при слабой устойчивости

хорошо согласуются с

оценками,

полученными Гаргером

(4970)

при

прямых

измерениях

дымовых

струй.

Эти же материалы измерений в работе Бызовой и др. (1972) были сгруппированы по классам устойчивости с помощью спосо­ ба ПТ, причем из всех групп профилей были выделены все слу­ чаи измерений в переходное время суток. В табл. 3.33 представ­ лены осредненные значения скорости ветра U[г), диссипации

энергии s, среднеквадратичной пульсации

продольной

компонен-

 

 

 

 

V<al>

 

ты

<.и\.^> локальной

интенсивности пульсаций

1Х=—сТ^)—'

На

рис. 3.21 б даны

рассчитанные

характеристики диффузии

iLx

и Xix>

соответствующие классам

устойчивости по ПТ. Рис. 3.21

показывает, что классификация по способу

,ПТ не менее

эффек­

тивна, чем классификация по параметрам

приземного

слоя

Б и

L . Наиболее четко в табл. 3.33 и

рис. 3.21

разделились

профили

скорости ветра, безразмерной величины /Л-

и масштаба

сноса

xLx,

7*

 

 

 

 

 

 

 

Смотрите также файлы