В своей работе авторы воспользовались уравнением непрерывности и обширным банком данных специализированных наблюдений в приземном слое атмосферы. Ученые рассматривали потоки воздуха между двумя вихрями цилиндрической формы с устойчивым разделением – случай, характерный для атмосферных движений над поверхностью водоемов.
Исследователи дополнили эту информацию собственными моделями. Скорости при сильно устойчивых движениях совпадали с посчитанными прежде. Это удачное экспериментальное открытие дает универсальную оценку скорости рассеивания турбулентной энергии, работающую во всем диапазоне устойчивости – от нейтральных до сильно устойчивых пограничных слоев.
Картинка: формирование приземной инверсии с повышенной концентрацией загрязняющих веществ при сильно устойчивых условиях в атмосфере: (а) Телецкое озеро, (б) Аляска, г. Фэрбанкс. Источник: Ирина Репина
«В случае сильно устойчивых пограничных слоев встает вопрос о применимости теорий подобия, обычно используемых для описания турбулентного обмена в климатических моделях. Проблемы в условиях устойчивого приземного слоя обусловлены недостаточной изученностью и адекватным представлением источников турбулентности. Широко обсуждается само наличие этого явления в устойчивом приземном слое. Наша работа – новый шаг в моделировании турбулентных течений. Разработанный теоретический подход может быть использован для расчета динамики атмосферы в симуляциях погоды и климата, а также в задачах, использующих информацию о турбулентности в химии атмосферы, аэрозольных науках и физике облаков», – рассказывает Ирина Репина, доктор физико-математических наук, заведующая лаборатории взаимодействия атмосферы и океана Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН.
