垂直速度对水汽垂直湍流通量交叉耦合效应的实验验证

【作者】 陈晋北； 胡隐樵； 吕世华； 余晔；

【机构】 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,西部气候环境与灾害实验室；

【摘要】 均匀下垫面上对流边界层内大涡将形成系统性垂直速度,非均匀下垫面上的辐散或辐合运动产生垂直速度。大气湍流输送耦合理论认为能量或物质的垂直湍流输送通量由能量或物质垂直梯度输送通量和垂直速度耦合输送通量组成。本文利用大气边界层观测资料,分析研究垂直速度对水汽垂直湍流输送的耦合效应(简称垂直速度耦合VVVC)。结果表明,以水汽垂直速度耦合0效应高度zVW0为界,高于zVW0,垂直速度耦合总是减弱水汽梯度输送;低于zVW0,垂直速度耦合总是增强水汽梯度输送;特别在非均匀下垫面上,经垂直速度耦合输送通量修正后,对于上升和下沉气流,水汽通量估算值与涡相关观测值的系统性偏差分别由27%减小到2%,由47%减小到28%。实验结果验证了水汽湍流输送的垂直速度交叉耦合理论,为解决非均匀下垫面湍流输送问题提供了新线索。更多还原