Википедия Турбуленттілік
Атмосфералық турбуленттілік
жүктеу/скачать 73,17 Kb.
|
Айдана турбулентность
| Атмосфералық турбуленттілік
Ауаның және онда ілінген бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы кеңістік пен уақытта өзгереді. Ауа массаларының реттелген және турбулентті қозғалысы ең алдымен масштабта ерекшеленеді. Үлкен масштабты қозғалыс реттелген, ал кіші масштабты қозғалыс турбулентті болып саналады. Олардың арасында нақты шекараны қою мүмкін емес: бұл шартты және тапсырма мен өлшеу әдістеріне байланысты. Ауа массаларының турбулентті қозғалысы уақыт пен кеңістіктегі жылдамдық өрісінің бұзылуымен, ұшақтың мінез-құлқына әсер ететін біртекті емес немесе турбулентті құйындылардың болуымен сипатталады. Әртүрлі көлемдегі (масштабтағы) құйындылардың спектрі жасалады. Радиотехникадағы дөңгелек жиілік w тербеліс периодының кері шамасы болатыны сияқты, масштабтың кері шамасы кеңістіктік жиілік деп аталады. Турбуленттік энергияның кеңістіктік жиіліктерге таралуы, оны турбуленттілік спектрі деп атайды, оның толық сипаттамасы болып табылады. Турбуленттілік спектрінің өлшемдік параметрі ретінде e мәні оның қарқындылығын сипаттайды. Атмосферадағы турбулентті қозғалыстың табиғаты сонша, үлкен көлемді құйындылардың энергиясы кішірек құйындыларға ауысады - құйындылар жаншылған сияқты. Бұл құйындылардың кинетикалық энергиясы толығымен ауаның тұтқырлығын жеңіп, жылуға айналатыны соншалықты аз болғанша жалғасады. Мұндай турбулентті қозғалыс процесі температура мен қысымның айырмашылығына байланысты атмосфералық энергия көздерінен үлкен көлемді құйындылардың энергиямен толықтырылуы орын алған кезде үздіксіз жүреді. Турбуленттік кинетикалық энергияның жылуға айналуы турбуленттік кинетикалық энергияның диссипациясы (DKET) деп аталады. Оның физикалық мазмұнындағы е мәні ең аз шкаладағы турбуленттілік кинетикалық энергиясының жылуға айналу жылдамдығы болып табылады. v неғұрлым көп болса, турбуленттілік соғұрлым жоғары болады. Турбуленттілік бүкіл атмосферада бір мезгілде және барлық биіктікте байқалмайды. Ол термиялық және динамикалық факторлардың әсерінен пайда болады. Сондықтан термиялық және динамикалық турбуленттілікті ажырату әдетке айналған. Термиялық турбуленттілік жер бетінің біркелкі қызуының нәтижесінде және үлкен тік температура градиенттерінде пайда болады. Турбуленттіктің бұл түрі тропосфераның төменгі жартысы үшін (3-4 км-ге дейін) тән. Оның қарқындылығы жыл мезгіліне, тәулік кезеңіне және атмосфераның тұрақтылығына байланысты. Ең үлкен қарқындылық күндізгі уақытта жылы мезгілде салқын тұрақсыз ауа массаларында, сондай-ақ диффузиялық барикалық өрісте – ершіктер мен циклондарда байқалады. Атмосферадағы термиялық турбуленттілік кезінде хаотикалық және ретті көтерілетін және төмендейтін ауа қозғалысы пайда болады, кумулус және кумулус-жарылған, сәнді кумулус және кумулонимбус бұлттары пайда болады. Динамикалық турбуленттілік жер бетінің кедір-бұдырлы рельефінде қозғалатын ауаның үйкелісіне және ауа ағындарының жылдамдығы мен бағыты бойынша біркелкі болмауына байланысты пайда болады. Жазық және таулы рельефте жер бетіндегі ауаның үйкелісі негізінен тропосфераның төменгі қабатында (1-1,5 км-ге дейін) динамикалық турбуленттіліктің пайда болуын тудырады. Таулы аймақтарда ол әлдеқайда жоғары (7-9 км-ге дейін) таралуы мүмкін. Динамикалық турбуленттілік жел сипаттамаларының үлкен өзгермелілігі бар бос атмосфера қабаттарында пайда болады және ауа ағындарының конвергенциясы немесе дивергенциясы, олардың бағытының қисаюы, сондай-ақ реактивті ағындар учаскелерінде жиі байқалады. Ол сондай-ақ инверсия және изотерма қабаттарының шекарасындағы толқындық қозғалыстардың нәтижесінде көтерілетін және төмендейтін ағындар түрінде пайда болуы мүмкін. Оның қарқындылығы желдің тік және көлденең ығысу жылдамдығына байланысты. Жылулық және динамикалық турбуленттілік әртүрлі факторлардың әрекеті нәтижесінде пайда болғанымен, олар атмосфераның турбуленттік күйінің қарқындылығын арттыра отырып, ауа ағындарының табиғатына бөлек және бір мезгілде әсер етуі мүмкін. Турбуленттілік жылудың, су буының және атмосферадағы қатты бөлшектердің тік тасымалдануын, желдің екпінін тудырады. Турбулентті алмасу бұлттардың, жауын-шашынның және тұмандардың қалыптасуы, эволюциясы және микроқұрылымының жағдайларына айтарлықтай әсер етеді, бұл ұшулар үшін қиын метеорологиялық жағдайларды тудырады. Ашық және бұлтты аспанда қарқынды турбуленттілік байқалады. Бұлт түзетін факторлардың бірі болғандықтан, оның физикалық сипаттамаларын ашық аспандағы («турбулентті өріс») қарастырайық. жүктеу/скачать 73,17 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|