下垫面非均匀性对大气边界层湍流输送影响的水槽实验研究

项目名称： 下垫面非均匀性对大气边界层湍流输送影响的水槽实验研究

项目编号： No.40975006

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 袁仁民

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 59万元

中文摘要： 经典的Monin-Obukhov相似理论广泛应用于区域尺度甚至全球模式中有关边界层的湍流通量参数化中。大量实验表明均匀下垫面条件下建立的相似理论以及梯度通量关系和湍流特征等都不能很好地应用到非均匀下垫面上。因而对非均匀下垫面大气边界层的湍流输送和扩散理论的深入研究，对于完善边界层理论和提高当前模式的预报精度有重要的理论意义和应用价值。本项目在原有水槽和仪器基础上，实现非均匀下垫面和水平运动，新增局地温度廓线，大范围高空间分辨率流场测量和水槽中使用的涡动相关系统，实现非均匀下垫面大气边界层的流场结构和湍流特征的室内水槽模拟研究。通过改变下垫面的非均匀程度，温度层结和风速切变，分析非均匀下垫面大气边界层平均场和湍流场的特征，下垫面非均匀影响范围，湍流输送的特征。放置模型烟囱于对流水槽底部进行烟流扩散实验，测量流场和浓度场，分析烟流抬升特征。获得非均匀下垫面大气边界层湍流输送和扩散的参数化方案。

中文关键词： 非均匀下垫面；海陆风；切变；湍流输送；对流水槽

英文摘要：

英文关键词： heterogeneous surface；sea breeze；shear；turbulent transport；water tank