Том 22, номер 04, статья № 1

Аннотация:

Представлены результаты численного моделирования некоторых особенностей структуры ночного атмосферного пограничного слоя над урбанизированной поверхностью. Мезомасштабная модель включает улучшенную нелокальную параметризацию турбулентности, разработанную на основе трехпараметрической модели турбулентности. Турбулентное число Прандтля оказывается устойчиво зависимым от градиентного числа Ричардсона, а вертикальный турбулентный перенос тепла носит противоградиентный характер. Показано, что в устойчивом атмосферном пограничном слое фиксируются структурные особенности «перевернутого обратно» (upside-down) пограничного слоя.

Ключевые слова:

атмосферный пограничный слой, устойчивая стратификация, моделирование

Список литературы:

1. Mahrt L., Vickers D. Contrasting vertical structures of nocturnal boundary layers // Bound.-Layer Meteorol. 2002. V. 105. P. 351-362.
2. Balsley B.B., Frehlich R.G., Jensen M.L., Meiller Y. High-resolution in situ profiling through the stable boundary layer: Examination of the SBL top in terms of minimum shear, maximum stratification, and turbulence decrease // J. Atmos. Sci. 2006. V. 63. P. 1291-1307.
3. Banta R.M., Pichugina Y.L., Brewer W.A. Turbulent Velocity-Variance Profiles in the Stable Boundary Layer Generated by a Nocturnal Low-Level Jet // J. Atmos. Sci. 2006. V. 63. P. 2700-2719.
4. Ohya Y. Wind-tunnel study of atmospheric stable boundary layers over a rough surface // Bound.-Layer Meteorol. 2001. V. 98. P. 57-82.
5. Курбацкий А.Ф., Курбацкая Л.И. Трехпараметрическая модель турбулентности для атмосферного пограничного слоя над урбанизированной поверхностью // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2006. Т. 42. № 4. С. 476-494. (Kurbatskii A.F., Kurbatskaya L.I. Three- Parametric Model of Turbulence for the Atmospheric Boundary Layer over an Urbanized Surface // Izv. Atmos. and Ocean. Phys. 2006. V. 42. P. 439-455).
6. Оке Т.Р. Климаты пограничного слоя. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 358 с.
7. Kurbatskii A.F. Computational Modeling of the Turbulent Penetrative Convection above the Urban Heat Island in a Stably Stratified Environment // J. Appl. Meteorol. 2001. V. 40. P. 1748-1761.
8. Kurbatskiy A.F., Kurbatskaya L.I. Modeling and Simulation of Thermal Air Circulation above an Urbanized Area // Proc. the 5th IASME/WSEAS Int. Conf. in Heat Transfer: Thermal Engineer. and Environ. Athens, Greece, 2007. P. 220.
9. Kurbatskii A.F. Countergradient heat transfer in the atmospheric boundary layer over a rough surface // Izv. Atmos. and Ocean. Phys. 2008. V. 44. N 2. P. 160-166.
10. Vu T.C., Ashie Y., Asaeda T. A k - e turbulence model for the atmospheric boundary layer including urban canopy // Bound.-Layer Meteorol. 2002. V. 102. P. 459-490.
11. Lee S.-M., Giori W., Princevac M., Fernando H.J.S. Implementation of a stable PBL turbulence parameterization for the mesoscale model MM5: nocturnal flow in complex terrain // Bound.-Layer Meteorol. 2006. V. 119. P. 109-134.
12. Monti P., Fernando H.J.S., Princevac M., Chan W.C. Observations of Flow and Turbulence in the Nocturnal Boundary Layer over a Slope // J. Atmos. Sci. 2002. V. 59. P. 2513-2534.
13. Курбацкий А.Ф. Противоградиентный перенос тепла в атмосферном пограничном слое над шероховатой поверхностью // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2008. Т. 44. № 2. С. 1-7.
14. Cuxart J., Jimenez M.A. Mixing Processes in a Nocturnal Low-Level Jet: An LES Study // J. Atmos. Sci. 2007. V. 64. P. 1666-1679.
15. Esau I., Byrkjedal Q. Application of large-eddy simulation database to optimization of first closures for neutral and stably stratified boundary layers // Bound.-Layer Meteorol. 2007. V. 125. P. 207-225.
16. Beare R.J., MacVean M.K., Holstag A.A. M., Cuxart J., Esau I., Golaz J.C., Jimenez M.A., Khairoudinov M., Kosovic B., Lewellen D., Lund T.S., Lundquist J.K., McCabe A., Moene A.F., Noh Y., Raash S., Sullivan P. An Intercomparison of Large Eddy Simulations of the Stable Boundary Layer // Bound.-Layer Meteorol. 2006. V. 118. P. 247-272.
17. Lundquist J.K., Mirocha J.D. Interaction of Nocturnal Low-Level Jets with Urban Geometries as Seen in Joint Urban 2003 data // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2008. V. 47. P. 44-58.
18. Steeneveld G.J., van de Wiel B.J.H., Holstag A.A.V. Modeling the Evolution of the Atmospheric Boundary Layer Coupled to the Land Surface for Three Contrasting Nights in CASES-99 // J. Atmos. Sci. 2006. V. 63. P. 920-935.