Введение к работе
Актуальность темы.
Влияние неровностей земной поверхности на динамику турбулентного потока чрезвычайно многообразно и может быть учтено в численных моделях лишь с очень большой степенью приближения . Для точкой параметризации турбулентности необходимо определить характеристики подстилающей поверхности (среднюю высоту, параметр шероховатости, высоту вытеснения и т.д.) и
выбрать оптимальные типы универсальных функций теории подобия
при параметризации приземного слоя. ' .. ' .. , '
Достаточно ясная теория пограничного слоя в современной гидродинамике имеется только для течений . над гладкой поверхностью. Бели говорить о реальном ландшафта, то многообразие и сложность процессов, происходящих в естественных шероховатых слоях, приводят, как правило, к много-параметрическим задачам, что существенно затрудняет теоретический анализ. Именно по этим причинам проблема физико-математического описания турбулентного потока над рельефом сложной структуры не нашла до последнего времени должного разрешения.
Цель и задачи работы.
Целью работы является построение достаточно полной и физически содержательной модели АПС. пригодной для решения разнообразных прикладных задач физики атмосферного пограничного слоя над подстилающей поверхностью Венгрии, обладающей, как известно, весьма сложной структурой.,Для этой цели экспериментально исследуются процессы в приземном слое атмосферы, изучаются особенности параметризации подсеточной турбулентности и характеристик подстилающей поверхности Венгрии.
Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:
выбрать оптимальные аппроксимации универсальных функций теории подобия приземного слоя, исследовать временную изменчивость параметра шероховатости на основе накопленных рядов градиентных измерений:
на базе полной системы уравнений АПС построить одномерную модель для исследования суточного хода АПС с целью оценки влияния параметров микрорельефа поверхности и уровня шероховатости на структуру АПС;
исследовать пространственную изменчивость и провести спектральный анализ характеристик подстилающей поверхности на основе базы данных рельефа Венгрии.
построить двухмерную численную модель АПС над пересеченной местностью Венгрии и проанализировать, особенности полей скорости ветра и турбулентности при различных условиях.
/ -з-
Научная новизна.
В работе впервые предложен и апробирован на численной модели способ параметризации рельефа сложной структуры с использованием понятия "функции пористости", а также проведен статистический анализ структуры микрорельефа Венгрии и рассчитаны все необходимые для подобной параметризации параметры.
Практическая ценность работы.
Практическое значение выполненной диссертационной работы заключается в использовании разработанных в ней методов для решения разнообразных прикладных задач, связанных с расчетом структуры атмосферного пограничного слоя над пересеченной местностью в общем случае и над поверхностью Венгрии в частности.
Диссертация тесно связана с научной программой Комиссии Многостороннего Сотрудничества Академий Наук в рамках программы КАПГ по теме исследований процессов пограничного слоя атмосферы.
Метод вычисления турбулентных потоков и коэффициента турбулентности приземного слоя использован в венгерской подпрограмме БИАТЕКС в рамках программы сотрудничества европейских стран ЕУРЕКА.
Для исследования процессов приземного сдоя и проверки модели АГО создан архив данных градиентных и аэрологических измерений при поддержке Комиссии Технического Развития Венгрии.
Полученные результаты диссертации используются в учебном процессе при подготовке метеорологов в Университете им. Эгвеша ЛЪранда в Будапеште.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на XIX Конференции КАПГ. по исследованию пограничного слоя атмосферы <ГДР. Найбранденбург. 1987). Научных днях метеорологии АН ВНР по теме математических методов в метеорологии (ВНР, Будапешт, 1338), XX Конференции КАПГ по проблемам -взаимосвязей гидрологического цикла и атмосферных процессов в условиях антропогенных взаимодействий (ВНР, Шопрон, 1339). II. Семинаре планетарного пограничного слоя по исследованию
-ч-
процессов приземного слоя (ВНР, Дебрецен, 1989), Конференции КАПГ по теме взаимосвязи между атмосферой и биосферой (Чехословакия. Прага, 1991), Научных семинарах ЛГМИ и Кафедры Метеорологии Университета им. Эгвеша Лоранда (ВР).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ и. тезисов докладов. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Вэ содержание изложено на 145 страницах, включает 48 рисунков и 6 таблиц. Библиография насчитывает 86 наименований.
