对边界层湍流系数日变化的探讨

本文根据摩擦平衡方程,导出了湍流交换系数k(z)的表达式,然后借助于k(z)的有限差分式,直接应用双经纬仪实测风资料,计算了该地ekman层中湍流交换系数k(z)。计算和分析的结果如下:(1)ekman层中的湍流交换系数具有显著的日变化特征,日变曲线的基本形式呈双峰双谷型,就整个ekman层的平均而言,k的平均扰动值约为k的四倍。(2)k的日变规律同气温、位温变化的平均趋势基本一致。(3)k的日变程同风速的涨落有关,例如,黄昏显著的风速涨落,对应于k廊线的特定日变程。其中特别有趣的是:夜间平均风速的变化同平均k的变化趋势完全一致,但二者在白天的变化趋势恰恰相反。这种根据实溅风资料得到的微妙关系,客观地揭示出ekman层中风速日变化的物理本质,那就是湍流混合强度的日变化。本文还给出了若干个典型的实例。