黄土高原复杂地形条件下湍流观测的各态历经性检验  

Ergodicity of turbulence measurements upon complex terrain in Loess Plateau

作　　者：陈晋北[1] 陈霄文 荆肖军[3] 贾伟[1] 余晔[1] 赵素平[1] Chen J;Chen X;Jing X;Jia W;Yu Y;Zhao S

机构地区：[1]中国科学院寒旱区气候变化与陆面过程重点实验室,中国科学院西北生态环境资源研究院,兰州730000 [2]Penn State College of Engineering,Pennsylvania State University,Center 16802,USA [3]太原市气象局,太原030082

出　　处：《中国科学：地球科学》2021年第2期299-313,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41675014、91437103);甘肃省科技计划项目(编号:18JR2RA005)资助。

摘　　要：为了揭示黄土高原复杂地形条件下湍流涡旋的分布特征,提高湍流观测的精度,湍流的各态历经性研究随即成为实验研究的首要问题.文章利用甘肃省平凉市白庙塬地形条件下单点湍流观测的结果,对比分析并揭示了从稳定层结到不稳定层结,除小于10min尺度的湍流易于满足各态历经性外,地形易造成周期性存在的大尺度湍流相干结构.与平坦下垫面湍流相比,塬区10~40min的大尺度湍流定常性更好,也易于满足各态历经性.在极不稳定层结条件下,风速较小,并具有明显的大尺度周期性波动,同时伴随平稳的增温趋势,因此造成大尺度风速湍流和温度湍流都较易于满足各态历经性;但在极稳定层结条件下,湍流间歇性则造成大尺度风速和温度波动的非周期性较强,湍流不易于满足各态历经性.

关 键 词：湍流各态历经性 湍流分布特征 大气层结稳定度 湍流谱 带通滤波 

分 类 号：P425.2[天文地球—大气科学及气象学]