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黄河源区对流边界层湍流结构特征的大涡模拟研究

张蕴帅 黄倩 马耀明 王蓉 田红瑛 王婵 李照国

张蕴帅, 黄倩, 马耀明, 王蓉, 田红瑛, 王婵, 李照国. 黄河源区对流边界层湍流结构特征的大涡模拟研究[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20111
引用本文: 张蕴帅, 黄倩, 马耀明, 王蓉, 田红瑛, 王婵, 李照国. 黄河源区对流边界层湍流结构特征的大涡模拟研究[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20111
Large eddy simulation study of the turbulence structure characteristics of the convective boundary layer in the Source Region of the Yellow River[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20111
Citation: Large eddy simulation study of the turbulence structure characteristics of the convective boundary layer in the Source Region of the Yellow River[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20111

黄河源区对流边界层湍流结构特征的大涡模拟研究

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2009.20111
基金项目: 国家自然科学基金

Large eddy simulation study of the turbulence structure characteristics of the convective boundary layer in the Source Region of the Yellow River

  • 摘要: 为研究黄河源区边界层湍流特征及其对物质和能量输送的影响,本文首次采用大涡模拟的方法,对比分析了黄河源区两种不同下垫面上(鄂陵湖和湖边草地)对流边界层(CBL)中精细的湍流结构特征。使用资料为2012年夏季黄河源区鄂陵湖流域野外观测实验的GPS探空资料、涡动相关观测资料。分析表明,模拟的黄河源区草地和湖上CBL的平均结构与实测结果吻合较好,但草地和湖上CBL的湍流结构特征差异较明显。模拟结果显示,草地CBL内湍能收支、湍流特征量的时空分布和湍涡结构特征均与陆地上热力驱动CBL的研究结果一致;湖上动力为主的CBL内存在明显的对流卷特征,且夹卷层的湍流强度比草地的强,而草地近地面湍强则更大。通过改变水平分辨率的模拟试验,发现两个不同下垫面上模拟结果对模式分辨率的敏感性不同,湖面CBL的模拟要选择较高的水平分辨率(50 m-100 m),以提高近湖面和夹卷层对湍流动能和湍流通量模拟的精度,也充分模拟出各种尺度的波对湍流通量的累积贡献。考虑到计算时间等影响,模拟草地边界层精细的湍流结构时建议选择网格距为100 m-200 m。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-03
  • 录用日期:  2020-11-19
  • 修回日期:  2020-09-15
  • 网络出版日期:  2020-12-23

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