hrvatski

Lokalna teorija sličnosti u stabilnom graničnom sloju iznad nehomogene podloge

Prikladan prikaz turbulencije je osobito važan za parametrizaciju procesa razmjene između površine i atmosfere u modelima disperzije polutanata, numeričkm modelima za prognozu vremena, regionalnim klimatskim modelima te drugim atmosferskim modelima. U takvim modelima se strujanje i disperzija modeliraju primjenom teorije sličnosti. U ovoj studiji ispitujemo primjenjivost Nieuwstadtovog (1984) lokalnog skaliranja za mjerenja u stabilnom graničnom sloju iznad nejednolike podloge, gdje je nejednolikost karakterizirana i prostorno promjenjivom hrapavošću i varijabilnom topografijom. Kako i najmanja nehomogenost podloge može značajno utjecati na turbulenciju u noćnom graničnom sloju, turbulencija nad takvom podlogom se može pojaviti i pri Richardsonovim brojevima većim od onih koji vrijede za homogenu podlogu. Stoga u ovoj studiji razlikujemo Kolmogorovljevu od ne-Kolmogorovljeve turbulencije. U ovom radu analiziramo podatke o trodimenzionalnom strujanju izmjerenom na različitim visinama unutar male šume oraha. Stabla oraha visoka su približno 18 m, a zauzimaju površinu od približno 120 m x 480 m. Pet ultrasoničnih anemometara (frekvencije uzorkovanja 20 Hz) smješteno je na 62 m visok toranj. Toranj se nalazi u nehomogenom području u kojem se isprepliću utjecaji šume te obližnjih poljoprivrednih i industrijskih površina. Rezultati pokazuju da se lokalna teorija sličnosti može primijeniti i na područja s izrazito nehomogenom podlogom. Ustanovljeno je da funkcije sličnosti za gradijent vjetra i varijance komponenti brzine vjetra imaju drugačiji odziv zbog nehomogenosti podloge. U funkcijama sličnosti za varijance komponenti vjetra jasno se uočava utjecaj podsloja hrapavosti. Istovremeno, podsloj hrapavosti ne utječe značajno na funkciju sličnosti za gradijent vjetra. Osim toga, funkcija sličnosti za gradijent vjetra pokazuje sličnu podjelu između Kologorovljeve i ne-Kolmogorovljeve turbulencije kao što je opaženo i iznad idealnih homogenih podloga. Ukoliko isključimo podatke koji odgovaraju Richardsonovom broju većem od 0.25 (superkritični režim), bezdimenzionalno smicanje vjetra pokazuje linearnu ovisnost o parametru stabilnosti, što je u skladu s opažanjima iznad jednolike podloge. Zaključujemo da je odstupanje od linearnosti uglavnom uzrokovano turbulencijom na maloj skali, a ne zbog utjecaja nehomogene podloge.

local scaling; flux-gradient similarity; flux-variance similarity

nije evidentirano