«динамическая метеорология»




Название«динамическая метеорология»
страница5/7
Дата04.02.2016
Размер8,18 Kb.
ТипМетодические указания
1   2   3   4   5   6   7

Расчет действующих сил.


Движение в пограничном слое определяется равновесием трех сил, действующих на массу воздуха единичного объёма:

  1. Сила барического градиента



направлена перпендикулярно изобарам в сторону низкого давления. С учетом геострофических соотношений ее величина может быть представлена в виде:

.

  1. Сила Кориолиса



направлена под углом вправо от вектора скорости (в северном полушарии).

  1. Сила турбулентной вязкости

,

где

, .

При заданном значении геострофического ветра, а также известном распределении по высоте составляющих скорости u(z) и v(z) величина , в соответствии с уравнением(2.6), может быть представлена в виде:

; .

Направление силы противоположно векторной сумме векторов и .

В соответствии с приведенными пояснениями получаем:

,





,

,

.


Высота пограничного слоя равна:

.

Ответ: , , , , , , , .


Суточный ход метеоэлементов


Суточный ход метеоэлементов вызван колебаниями интенсивности лучистой энергии, поступающей на поверхность Земли. Температура деятельного слоя почвы изменяется соответственно притоку солнечной радиации. Благодаря турбулентному теплообмену поверхности с воздухом и молекулярному с нижележащими слоями почвы, тепловая волна распространяется от поверхности вверх и вниз.

Изменение в течение суток температуры воздуха на высоте и почвы на глубине при предположении о постоянстве по вертикали коэффициентов температуропроводности воздуха (его чаще называют коэффициентом турбулентности для тепла) и почвы и аппроксимации суточного хода радиационного баланса одной гармоникой , можно рассчитать по формуле (см. /2/ (7.4)):

, (2.11)

где i=1 – для почвы и i=2 – для воздуха; и - среднесуточные значения радиационного баланса и температуры; - амплитуда радиационного баланса; - угловая скорость вращения Земли (см. прил. 3 /2/); - удельная теплоемкость воздуха (прил. 3 /2/); - скрытая теплота испарения воды (прил. 3 /2/); - относительная влажность воздуха вблизи поверхности почвы в долях единицы; - насыщенное значение массовой доли водяного пара, для определения которой можно использовать таблицу прил. 8 /2/; - плотность воздуха; - объемная теплоемкость почвы (см. прил. 24, /2/); t – время, отсчитываемое от полудня.

Для анализа результатов решения задачи и сравнения суточного хода температуры с заданной функцией суточного хода радиационного баланса на поверхности почвы удобно в формуле 2.11 перейти от функции sin к функции cos , используя известное соотношение:

. В этом случае формула 2.11 преобразуется к виду:



Используя (2.11) нетрудно получить выражение, позволяющее определить суточный ход турбулентного потока тепла на поверхности .

Поскольку , то при постоянном по высоте коэффициенте после дифференцирования (2.11) получим:


. (2.12)


Задача. Рассчитать температуру на высоте 2 м, если ее среднесуточное значение равно , и турбулентный поток на поверхности в 17 ч., амплитуда радиационного баланса составляет , почва слабо увлажнена, относительная влажность воздуха вблизи поверхности 50%, а коэффициент температуропроводности воздуха равен . Среднесуточное значение турбулентного потока тепла .

Решение.

1. По табл. прил. 8 /2/ определяем:

, 1‰=1г/кг

  1. По табл. прил. 24 /2/ находим для слабоувлажненной почвы: , .

  2. Вычислим общий множитель в формулах (2.11) и (2.12), обозначив его символом В:

.


  1. Вычислим амплитуду (максимальное отклонение температуры от ее среднесуточного значения) колебаний температуры поверхности. Формула для нее следует из (2.11) при значении

,

.

  1. Вычисляем

,

.

  1. Вычисляем отклонение температуры от среднесуточного значения:

,

,



  1. Вычисляем отклонение турбулентного потока тепла у поверхности от его среднесуточного значения:



  1. Определяем искомые величины:

,

.

Ответ: , .

1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

«динамическая метеорология» iconИнструкция по подготовке статей для журнала “mathematica montisnigri” первый а. А
Ключевые слова: Математическое моделирование, лазерная плазма, динамическая адаптация
«динамическая метеорология» iconПрограмма для вступительных испытаний, проводимых институтом по традиционной форме по предмету: «Обществознание»
Общество как сложная динамическая система. Влияние человека на окружающую среду
«динамическая метеорология» iconПрограмма вступительного экзамена магистратуры по специальности «6М061200-Метеорология»
Состав атмосферного воздуха. Переменные составные части атмосферного воздуха. Газообразные, жидкие и твёрдые примеси в атмосфере...
«динамическая метеорология» iconДинамическая электронейростимуляции в терапии атопического дерматита у детей
Дэнс не проводилась, особенно у пациентов со средне-тяжелым течением дерматита и у детей с младенческой формой заболевания
«динамическая метеорология» iconЛекция наука метеорология и климатология
Эти явления и процессы совершаются в атмосфере не изолировано, а в тесном взаимодействии с процессами, происходящими в верхних слоях...
«динамическая метеорология» iconРычажные связи в механических цепях. Динамические аспекты Белокобыльский С. В., Елисеев С. В. Ю кашуба В. Б., Ситов И. С
При этом установлено, что параметры рычага имеют существенные значения, поскольку динамическая жесткость взаимодействия дает большой...
«динамическая метеорология» iconОбществознание
Общество как сложная динамическая система. Влияние человека на окружающую среду. Общество и природа. Правовая защита природы. Общество...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница