Лидарные исследования волновых структур и ветровой турбулентности в устойчивом пограничном слое атмосферы
И.Н. СМАЛИХО, В.А. БАНАХ, А.В. ФАЛИЦ, А.М. ШЕРСТОБИТОВ
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
smalikho@iao.ru"
Ключевые слова: когерентный доплеровский лидар, ветровая турбулентность, внутренняя гравитационная волна, спектральная плотность, пограничный слой атмосферы
Страницы: 1040-1052
Аннотация
Изучение внутренних гравитационных волн (ВГВ), образующихся в пограничном слое атмосферы (ПСА) при устойчивой температурной стратификации, и механизмов взаимодействия ВГВ с ветровой турбулентностью важно для понимания динамических процессов в атмосфере и улучшения алгоритмов численного моделирования ПСА и прогноза погоды. Настоящая работа посвящена исследованиям волновых структур и турбулентности в устойчивом ПСА с использованием результатов экспериментов, проведенных нами в 2023 г. В этих экспериментах одновременно были задействованы два импульсных когерентных доплеровских лидара (ИКДЛ), разнесенных на расстояние 3250 м. Анализ данных показал, что по измерениям двумя ИКДЛ можно оценить временной сдвиг моментов прохождения передним фронтом атмосферной волны точек расположения лидаров, по которому определяется скорость ее распространения. Впервые выявлен случай распространения атмосферной волны в слое от 200 м до 1 км с максимумом амплитуды квазигармонических колебаний вертикальной составляющей вектора скорости ветра ~ 4 м/с (на высоте 400 м). Установлено, что вследствие передачи энергии от атмосферной волны к мелкомасштабным флуктуациям ветра возможно увеличение скорости диссипации турбулентной энергии на четыре порядка всего за несколько десятков минут.
DOI: 10.15372/AOO20241208 |
