Эссе на тему: "Что такое приграничный слой атмосферы и какова его динамика"

Принципиальное отличие пограничного слоя над водной поверхностью от пограничного слоя над поверхностью суши состоит в том, что шероховатость водной поверхности, обычно характеризующаяся параметром шероховатости го, сама по себе зависит от характеристик приводного слоя атмосферы, а как следствие, и от процессов, происходящих во всем планетарном пограничном слое.
До сих пор достаточно распространенным является подход, согласно которому шероховатость водной поверхности определяется мгновенными значениями характеристик приводного слоя (например, модулем скорости ветра на фиксированном уровне в приводном слое или значением скорости трения V).
В этом случае параметр шероховатости может быть вычислен из соображений размерности по формуле, впервые предложенной Чарноком:
V2
zo = (1),
где величина безразмерного коэффициента определяется по осреднению большого массива данных.
Формула Чарнока (1) до сих пор используется в большинстве моделей общей циркуляции атмосферы и моделей пограничного слоя. Однако из данных измерении потока импульса через поверхность раздела воздух-вода следует, что поток импульса должен зависеть, помимо характеристик приводного слоя атмосферы, еще и от вида спектра поверхностных ветровых боли.
Различные параметризации потоков импульса тепла и влаги с поверхности моря, учитывающие ветровые волны, предлагались и ранее, однако исследований взаимодействия всего планетарного пограничного слоя атмосферы (ППСА) с ветровым волнением и влияния ветровых волн на характеристики общей циркуляции атмосферы до последнего времени не производилось. Поскольку ветровое волнение является нестационарным процессом, обладающим к тому же временным масштабом, близким к масштабу процессов, происходящих в ППСА, то возникает необходимость использования совместных моделей ППСА и ветрового волнения для того, чтобы правильно определять потоки импульса тепла и влаги через поверхность раздела воздух-вода.
В пограничном слое атмосферы четко проявляется влияние подстилающей поверхности на распределение метеоэлементов. Высота пограничного слоя составляет в среднем около 1000 м, но при определенных условиях может изменяться в широких пределах. Она тем больше, чем интенсивнее турбулентность, и поэтому увеличивается с усилением ветра и с уменьшением устойчивости атмосферы.
В пограничном слое атмосферы происходит наиболее полное перемешивание примесей, поступающих от источников загрязнения. Для характеристики устойчивости атмосферы в метеорологической практике используется максимальная высота слоя перемешивания (ВСП) макс., в котором градиент температуры воздуха приближается к сухоадиабатическому или даже превышает его. Непосредственно над этим слоем наблюдается резкое уменьшение градиента или инверсионное распределение температуры.
В пограничном слое атмосферы четко проявляется влияние подстилающей поверхности на распределение метеоэлемептов. Наиболее значительные изменения с высотой скорости ветра, температуры воздуха турбулентности наблюдаются в приземном слое атмосферы толщиной 50—100 м (/х). Была проверена возможность расчета высоты пограничного слоя Но по значениям коэффициента турбулентного обмена на высоте 1 м в соответствии с работой.
Таким образом, мерой, пограничной с конструктивно-технологическими, является строительство высоких труб для выброса взвесей и газообразных загрязнителей в атмосферу. Следует отметить, что выброс через высокие трубы не снижает общее количество загрязнений, поступающих в воздух, он только удаляет зону максимального загрязнения и снижает концентрацию загрязнителей в приземном слое. При решении вопроса о необходимой высоте трубы требуется тщательное определение ожидаемой зоны максимального загрязнения и сопоставление полученных данных с местоположением жилой застройки города. Следует также иметь в виду, что строительство высоких труб является паллиативным мероприятием и к нему можно прибегать, когда исчерпаны технологические и санитарно-технические возможности предотвращения или уменьшения выброса.
В нижней части пограничного слоя вертикальные турбулентные потоки количества движения, тепла и пара над отдельными сравнительно однородными по шероховатости участками земной поверхности остаются постоянными. В связи с этим примыкающий к земной поверхности слой атмосферы, где имеет место постоянство турбулентных потоков по высоте, называется приземным слоем. Толщина приземного слоя атмосферы достигает десятков метров.










HYPER13PAGE HYPER15


4