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陆面过程和大气边界层相互作用敏感性实验 被引量：29
1
作者 刘树华 文平辉 +3 位作者 张云雁 洪钟祥 胡非 刘辉志 《气象学报》 CSCD 北大核心 2001年第5期533-548,共16页
文中建立了一个研究陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式。模拟了草原下垫面的土壤 环境物理、地面热量通量、蒸发、蒸散及大气边界层结构特征。并对主要的环境物理参数进 行了敏感性实验。结果表明，本模式能合理地模拟地表热量平... 文中建立了一个研究陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式。模拟了草原下垫面的土壤 环境物理、地面热量通量、蒸发、蒸散及大气边界层结构特征。并对主要的环境物理参数进 行了敏感性实验。结果表明，本模式能合理地模拟地表热量平衡、土壤体积含水量、植被蒸 发阻抗、地表水汽通量日变化和湍流交换系数、湍流动能、位温和比湿廓线等。该模式还可 进一步应用于研究城市陆面物理过程与大气边界层相互作用机制，及与中尺度大气模式耦合用于区域气候的研究。 展开更多
关键词 陆面过程 参数化方法 土壤环境物理 地面热量通量 大气边界层结构 作用机制
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白洋淀地区非均匀大气边界层的综合观测研究——实验介绍及近地层微气象特征分析 被引量：31
2
作者 胡非 洪钟祥 +1 位作者 陈家宜 刘熙明 《大气科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期883-893,共11页
介绍了国家自然科学基金重点项目“地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究”在河北省白洋淀地区进行的两次综合观测实验（时间分别是2004年11月16-22日和2005年9月8～27日），这两次实验获得了大量宝贵的资料，全面深入的资料分析... 介绍了国家自然科学基金重点项目“地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究”在河北省白洋淀地区进行的两次综合观测实验（时间分别是2004年11月16-22日和2005年9月8～27日），这两次实验获得了大量宝贵的资料，全面深入的资料分析正在进行中。此文主要限于白洋淀地区水陆不均匀地表近地面层微气象特征的分析。结果表明：陆地上近地面层的气温日变化比水域上的大，而风速比水域上的小，其中9月份陆地上白天的气温比水域上的高，夜间比水域上的低，11月份两地白天气温接近，但夜间陆地上的气温明显偏低；无论是9月还是11月，水域上近地面层都是以下沉气流为主，而陆地则在中午前后存在弱的上升运动；9月份，两地的近地面层短波射入辐射比较接近，但水域上的短波射出辐射比陆地上的大；长波射入辐射则是陆地比水域的大，而长波射出辐射则是水域的比陆地的大；两地的净辐射白天接近，夜间水域地区负的净辐射值明显比陆地的大；9月份，水陆两地的感热通量相差不大，为150～200W／m^2，而潜热通量比感热通量大，天气晴朗时可达到300W／m^2；11月份，陆地的感热通量比潜热通量大，为100-120W／m^2，而水域地区的感热通量则与潜热通量相当；两地的潜热通量相差不大，一般不超过50W／m^2。无论是9月还是11月，水域地区夜间都存在水汽向下输送的逆湿现象，而陆地只在9月份存在逆湿现象。2005年9月份的水温观测结果表明，白洋淀水体平均温度比水表平均温度明显偏高，而且日变化幅度很小，水表平均温度则日变化较大。 展开更多
关键词 非均匀边界层 综合观测 微气象 白洋淀
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大气边界层物理研究进展 被引量：41
3
作者 刘辉志 冯健武 +1 位作者 王雷 洪钟祥 《大气科学》 CSCD 北大核心 2013年第2期467-476,共10页
本文总结了近4年来(2009～2012)中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室在大气边界层物理理论、观测实验、数值模拟和超声风速温度仪等仪器研制领域的主要研究进展,并对未来几年内大气边界层物理的发展方向提... 本文总结了近4年来(2009～2012)中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室在大气边界层物理理论、观测实验、数值模拟和超声风速温度仪等仪器研制领域的主要研究进展,并对未来几年内大气边界层物理的发展方向提出了一些建议。 展开更多
关键词 大气边界层 大气湍流 超声风速温度仪
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大气边界层物理研究进展(2012～2017年) 被引量：15
4
作者 刘辉志 王雷 杜群 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期823-832,共10页
本文总结了2012~2017年中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室大气边界层物理研究的最新进展,主要包括不同下垫面(城市、青藏高原、草原、沙漠、湖泊、海洋等)大气边界层观测实验、大气湍流和阵风相干结构的... 本文总结了2012~2017年中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室大气边界层物理研究的最新进展,主要包括不同下垫面(城市、青藏高原、草原、沙漠、湖泊、海洋等)大气边界层观测实验、大气湍流和阵风相干结构的理论研究以及大气数值模拟的参数化改进等,同时对未来几年内大气边界层物理的发展方向做了展望。 展开更多
关键词 大气边界层 大气湍流 陆气相互作用
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大气边界层剪切湍流统计特性的风洞实验及其层次相似律 被引量：3
5
作者 程雪玲 胡非 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第4期573-580,共8页
对风洞模拟的大气边界层的剪切湍流场的速度脉动时间序列信号以及某一高度位置上的小波变换分解重构的信号进行了系统的统计分析。结果表明,在非均匀下垫面大气边界层的不同垂直高度上的信号,SheLeveque湍流层次相似律都成立,层次相似... 对风洞模拟的大气边界层的剪切湍流场的速度脉动时间序列信号以及某一高度位置上的小波变换分解重构的信号进行了系统的统计分析。结果表明,在非均匀下垫面大气边界层的不同垂直高度上的信号,SheLeveque湍流层次相似律都成立,层次相似指数β和最高激发态的奇异标度指数γ随垂直高度的变化而变化,并给出不同尺度的分解重构信号的一些层次结构特点。 展开更多
关键词 标度律 层次结构 子波变换 大气边界层 风洞
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大气边界层和大气环境研究进展 被引量：120
6
作者 胡非 洪钟祥 雷孝恩 《大气科学》 CSCD 北大核心 2003年第4期712-728,共17页
大气边界层物理和大气环境是大气科学的重要领域,中国科学院大气物理研究所自成立以来在这一研究领域取得了丰硕的成果。作者重点介绍最近十多年来在大气边界层探测、大气边界层结构特征、大气湍流理论、城市和区域大气污染预测预报模... 大气边界层物理和大气环境是大气科学的重要领域,中国科学院大气物理研究所自成立以来在这一研究领域取得了丰硕的成果。作者重点介绍最近十多年来在大气边界层探测、大气边界层结构特征、大气湍流理论、城市和区域大气污染预测预报模式研究等方面取得的重要进展,并对大气边界层和大气环境研究的未来发展作了展望。 展开更多
关键词 大气边界层 大气环境 大气科学 大气湍流
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青藏高原中部地区不稳定大气边界层高度的确定与分析 被引量：20
7
作者 宋星灼 张宏升 +7 位作者 刘新建 范邵华 刘辉志 胡非 李诗明 周明煜 卞林根 徐祥德 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期328-333,共6页
利用1998年第2次青藏高原大气科学实验(TibetPlateauExperiment,TIPEX)当雄大气边界层加强观测站的湍流观测资料,计算了青藏高原中部地区不稳定大气边界层的高度;结合低空探空获取的温度随高度的探测资料,对比分析了高原边界层演变规律... 利用1998年第2次青藏高原大气科学实验(TibetPlateauExperiment,TIPEX)当雄大气边界层加强观测站的湍流观测资料,计算了青藏高原中部地区不稳定大气边界层的高度;结合低空探空获取的温度随高度的探测资料,对比分析了高原边界层演变规律,以及实验站干季、雨季不同时期的高原边界层发展规律异同;讨论了高原边界层厚度受高原地形的影响。得到高原边界层演变规律及高原边界层发展迅速,持续时间长等特点。 展开更多
关键词 青藏高原 大气边界层高度 峰值频率 湍流谱
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北京地区一次强沙尘暴过程的大气边界层结构和湍流通量输送特征 被引量：28
8
作者 彭珍 刘熙明 +1 位作者 洪钟祥 王丙兰 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2007年第3期267-276,共10页
利用中国科学院大气物理研究所北京325m气象塔的风速和温度平均场观测资料和湍流资料，以及北京市气象台地面常规气象资料和逐日08：00和20：00（北京时间）的探空资料，分析了2002年3月18-22日沙尘暴过境前后北京城市边界层结构特征和... 利用中国科学院大气物理研究所北京325m气象塔的风速和温度平均场观测资料和湍流资料，以及北京市气象台地面常规气象资料和逐日08：00和20：00（北京时间）的探空资料，分析了2002年3月18-22日沙尘暴过境前后北京城市边界层结构特征和湍流输送特征，结果表明：1）在沙尘暴爆发前，边界层中水平风速一直较小；气温较高，大气层结稳定，在边界层上部有强大的逆温层。随着冷锋过境，沙尘暴爆发，边界层中水平风速和平均湍流速度急剧增强；温度也突然变化，先迅速增强后又持续下降，逆温层迅速被破坏。2）沙尘暴初期，280m上为系统性上升气流，而47和120m则为系统性的下沉气流。随着沙尘暴爆发，湍流动能、向下传输的动量以及向上传输的感热也迅速增大，并且120m高度的湍能、动量通量以及感热通量明显高于47和280m，这与北京的局地环流有关。3）本次沙尘暴过程中，120和47m层的摩擦速度都明显超过了北京的临界摩擦速度，表明局地起沙也是本次沙尘暴过程中北京沙尘的一个重要沙源。 展开更多
关键词 北京325 m气象塔 沙尘暴 城市边界层 湍流通量 逆温层
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青藏高原西部改则地区大气边界层特征 被引量：55
9
作者 李家伦 洪钟祥 孙菽芬 《大气科学》 CSCD 北大核心 2000年第3期301-312,共12页
利用第二次青藏高原大气科学考察试验 (TIPEX)改则站大气边界层物理观测资料 ,着重揭示了该地区边界层结构的观测事实 ,尤其是近地层风、温、湿特征和土壤温、湿特征。主要结果如下 :( 1 )边界层内风速随高度呈多极值分布 ,即使在白天... 利用第二次青藏高原大气科学考察试验 (TIPEX)改则站大气边界层物理观测资料 ,着重揭示了该地区边界层结构的观测事实 ,尤其是近地层风、温、湿特征和土壤温、湿特征。主要结果如下 :( 1 )边界层内风速随高度呈多极值分布 ,即使在白天混合层内 ,空气上下混合也较差 ;( 2 )边界层内白天温度递减率较大 ,可达到 1 .6℃ /1 0 0m ;( 3)白天 ,边界层常出现逆湿现象。 展开更多
关键词 青藏高原 边界层结构 观测分析 大气边界层
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大气边界层高度确定及应用研究进展 被引量：29
10
作者 张宏昇 张小曳 +8 位作者 李倩惠 蔡旭晖 范绍佳 宋宇 胡非 车慧正 权建农 康凌 朱彤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期522-536,共15页
大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直... 大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直接观测手段和遥感手段确定大气边界层高度的不同方法,对比了大气边界层高度不同获取手段的优缺点,梳理了大气边界层高度参数化方案,探讨了大气边界层高度确定中存在的问题,并提出未来相关研究和应用可能突破方向。 展开更多
关键词 大气边界层高度 湍流边界层 物质聚集层 遥感反演 参数化
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冷锋天气大气边界层内臭氧及氮氧化物的观测研究 被引量：8
11
作者 刘毅 刘小红 +1 位作者 李家伦 洪钟祥 《大气科学》 CSCD 北大核心 2000年第2期165-172,共8页
利用北京 32 5m气象塔作为高空平台 ,于 1997年 10月观测到一次冷锋过程大气边界层内O3及NOx 体积分数的变化 ,研究了O3及NOx 体积分数与气象要素之间的关系 ,着重讨论了冷锋过境前后O3及NOx 的体积分数变化及其与输送过程的关系。研究... 利用北京 32 5m气象塔作为高空平台 ,于 1997年 10月观测到一次冷锋过程大气边界层内O3及NOx 体积分数的变化 ,研究了O3及NOx 体积分数与气象要素之间的关系 ,着重讨论了冷锋过境前后O3及NOx 的体积分数变化及其与输送过程的关系。研究表明 :北京大气边界层中下层存在明显的O3体积分数垂直梯度 ,O3的垂直输送与风速及温度梯度密切相关。冷锋过程有利于高层O3向低层输送 ,使O3体积分数垂直梯度明显减小 ,并使NOx 体积分数显著降低。 展开更多
关键词 臭氧 氮氧化物 大气边界层 冷锋过程
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由地基遥感资料确定大气边界层特征 被引量：13
12
作者 洪钟祥 钱敏伟 胡非 《大气科学》 CSCD 北大核心 1998年第4期612-624,共13页
中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室拥有用于边界层垂直结构探测的相控阵声雷达（ＰＡ２）、低层大气廓线仪（ＬＡＰ－３０００）以及无线电声雷达（ＲＡＳＳ）。本文研究如何利用这些设备获取的遥感观测... 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室拥有用于边界层垂直结构探测的相控阵声雷达（ＰＡ２）、低层大气廓线仪（ＬＡＰ－３０００）以及无线电声雷达（ＲＡＳＳ）。本文研究如何利用这些设备获取的遥感观测资料，确定边界层湍流热通量的垂直分布、地面热通量以及边界层高度等问题。 展开更多
关键词 大气边界层 地基遥感 湍流通量 遥感资料
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夏季北京城市大气边界层湍流通量的塔层观测 被引量：12
13
作者 王新平 王琳琳 +1 位作者 高志球 苗世光 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2008年第5期629-638,共10页
利用2003年8月13-26日期间中国科学院大气物理研究所大气边界层气象塔47、120和280m3层高度上三维风速和温度脉动的观测资料，结合涡动相关方法，分析了夏季北京市城市下垫面的动量和感热等湍流通量。结果表明：3层高度上动量通量和感... 利用2003年8月13-26日期间中国科学院大气物理研究所大气边界层气象塔47、120和280m3层高度上三维风速和温度脉动的观测资料，结合涡动相关方法，分析了夏季北京市城市下垫面的动量和感热等湍流通量。结果表明：3层高度上动量通量和感热通量的日变化彼此非常接近，且3层高度上最大感热通量达到200-250W·m^-2。观测期间盛行南风，120m高度的水平风速小于10m·s^-1同时分析了由慢响应传感器采集的15个高度上的气温和8个高度上的相对湿度。结果表明：受地表加热影响，320m高度上气温和相对湿度的日变化非常显著。不同高度上动量通量和感热通量的比较表明：城市下垫面的空气动力不均匀性比热力不均匀性显著。用廓线法计算了32和65m高度之间的湍流通量，结果表明：1）夏季晴好天气情况下，北京城市下垫面能量输送以感热为主；2）由廓线法计算得到的动量通量、感热通量和由涡动相关法直接测量结果相近。此外还初步讨论了大气边界层温度、湿度垂直廓线随时间的演变。 展开更多
关键词 城市大气边界层 近地层 塔层 湍流通量 涡动相关
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低层不稳定大气边界层中的地形阻力 被引量：5
14
作者 刘辉志 洪钟祥 桑建国 《大气科学》 CSCD 北大核心 1998年第6期881-895,共15页
采用两层大气模式，通过求解线性化大气动力学—热力学方程组，得到在上层稳定层结覆盖的不稳定大气边界层中，简单三维地形引起的地形波及其波动阻力的解析表达式。讨论了地形及大气条件对地形波及波动阻力的影响。结果表明：即使在大... 采用两层大气模式，通过求解线性化大气动力学—热力学方程组，得到在上层稳定层结覆盖的不稳定大气边界层中，简单三维地形引起的地形波及其波动阻力的解析表达式。讨论了地形及大气条件对地形波及波动阻力的影响。结果表明：即使在大气低层为不稳定边界层时，三维地形引起的波动在大气动量平衡中仍可起明显作用。 展开更多
关键词 波动阻力 地形波 不稳定 大气边界层 地形阻力
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大气边界层内羽流扩散研究 被引量：9
15
作者 程雪玲 胡非 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期148-156,共9页
主要研究了高架点源的污染,即"羽流扩散".由于大气边界层内的湍流运动,引起污染物扩散的主要因素是湍流扩散,研究湍流扩散有两种基本方法:统计理论和梯度理论.采用拉格朗日粒子扩散模型(Lagrangianparticle dispersion model,... 主要研究了高架点源的污染,即"羽流扩散".由于大气边界层内的湍流运动,引起污染物扩散的主要因素是湍流扩散,研究湍流扩散有两种基本方法:统计理论和梯度理论.采用拉格朗日粒子扩散模型(Lagrangianparticle dispersion model,LPDM)来评价羽流扩散的平均浓度,分别计算了表征扩散程度的3个参数:沿烟轴方向的着地浓度、水平方向的羽流扩散宽度和垂直方向的羽流扩散宽度.从计算结果和风洞实验的数据对比来看,用该模式可以较好地模拟大气边界层内复杂气候条件下的羽流扩散. 展开更多
关键词 羽流扩散 随机模型 大气边界层 湍流 数值模拟 气体污染物
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大气边界层风速脉动的分形模拟 被引量：12
16
作者 刘罡 李昕 胡非 《气候与环境研究》 CSCD 1998年第3期69-74,共6页
应用曲线分数维计算方法计算大气边界层实际风速观测资料的分数维值，并根据分形理论构造出一个理论模型来模拟真实的大气边界层风速时间序列。将模拟和真实数据的一些重要的统计特征，例如方差、风速概率分布、谱密度函数和自相关函数... 应用曲线分数维计算方法计算大气边界层实际风速观测资料的分数维值，并根据分形理论构造出一个理论模型来模拟真实的大气边界层风速时间序列。将模拟和真实数据的一些重要的统计特征，例如方差、风速概率分布、谱密度函数和自相关函数等，进行了比较，结果表明二者具有很好的一致性。 展开更多
关键词 边界层 湍流 分形
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北京地区严重污染状况下的大气边界层结构与参数研究 被引量：36
17
作者 殷达中 洪钟祥 《气候与环境研究》 CSCD 1999年第3期303-307,共5页
利用北京３２５ ｍ 铁塔资料对出现在１９９８ 年９ 月２６～３０ 日的一次严重污染过程的边界层结构和决定大气污染物扩散稀释的边界层参数作了分析和研究。分析发现， 这段时间边界层稳定层结占绝大多数， 白天在近地面的不稳定层结... 利用北京３２５ ｍ 铁塔资料对出现在１９９８ 年９ 月２６～３０ 日的一次严重污染过程的边界层结构和决定大气污染物扩散稀释的边界层参数作了分析和研究。分析发现， 这段时间边界层稳定层结占绝大多数， 白天在近地面的不稳定层结上还时有逆温盖， 另外在此期间风速较小。 展开更多
关键词 严重大气污染 污染物扩散 边界层结构和参数
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实验室模拟研究大气二次有机气溶胶的形成 被引量：7
18
作者 徐永福 贾龙 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期767-785,共19页
二次有机气溶胶(SOA)是大气中重要的气溶胶组分,主要由挥发性有机物(VOCs)经化学转化形成,对天气、气候、大气环境和人体健康有重要影响,但至今其确切的化学成分和形成机制还十分不清楚。研究SOA的方法主要采用实验室单个物种或多物种... 二次有机气溶胶(SOA)是大气中重要的气溶胶组分,主要由挥发性有机物(VOCs)经化学转化形成,对天气、气候、大气环境和人体健康有重要影响,但至今其确切的化学成分和形成机制还十分不清楚。研究SOA的方法主要采用实验室单个物种或多物种的化学过程的模拟研究,野外实际大气的SOA化学成分、源汇和多尺度分析的观测研究,以及大气中SOA形成的数值模拟的回报和预报研究。实验室研究是对SOA形成过程中获取基础数据和推究SOA生成机制的最主要手段。在过去的几十年中,特别是近五年,SOA的研究取得了较大的进展,其中包括SOA前体物、SOA形成机制及影响因子的进一步理解。本文就这些方面展开了概要性的综述,重点强调了我国研究人员所做的研究工作。在采用实验室烟雾箱系统模拟研究SOA方面,首先简述了烟雾系统的发展以及表征,讨论了跟烟雾箱箱体相关的壁效应问题,重点综述了萜烯类、芳香烃类、小分子类等化学物种转化形成SOA的研究进展。在采用流动管和其他反应器类模拟研究SOA方面,重点讨论了挥发性有机物在颗粒物表面或在液相中所形成的SOA的主要化学成分及其可能的作用。 展开更多
关键词 二次有机气溶胶 烟雾箱系统 生成机制 非均相反应 挥发性有机物
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非均匀网格的过渡湍流理论及其在大气边界层数值模拟中的应用 被引量：5
19
作者 刘小红 洪钟祥 《大气科学》 CSCD 北大核心 1995年第3期347-358,共12页
本文将Ｓｔｕｌｌ提出的均匀网格下的过渡湍流理论推广到非均匀网格情形，推广的非均匀网格的过渡湍流理论满足Ｓｔｕｌｌ提出的对过渡矩阵系数的要求并具有清晰的物理意义。然后，将非均匀网格的过渡湍流理论应用于一维大气边界层数值... 本文将Ｓｔｕｌｌ提出的均匀网格下的过渡湍流理论推广到非均匀网格情形，推广的非均匀网格的过渡湍流理论满足Ｓｔｕｌｌ提出的对过渡矩阵系数的要求并具有清晰的物理意义。然后，将非均匀网格的过渡湍流理论应用于一维大气边界层数值模式中，对Ｗａｎｇａｒａ资料进行了模拟，并与均匀网格情形进行了对比．计算表明，非均匀网格的过渡湍流模式能很好地模拟Ｗａｎｇａｒａ大气边界层平均量与湍流量的变化；本文非均匀网格的过渡湍流理论的推广。是可行的，它可能会在大气边界层数值模拟及其他方面（如：中尺度模式）得到应用。 展开更多
关键词 过渡湍流理论 大气边界层 非均匀网格 数值模拟
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大气边界层湍流涡旋结构的小波分解 被引量：28
20
作者 胡非 《气候与环境研究》 CSCD 1998年第2期2-10,共9页
利用离散正交小波在若刊物理判别准则下对边界层湍流脉动信号时行去噪和多尺度分解，从而有效地区分出均匀各向同性小涡成份和大尺度含能涡旋成份。能谱分析发现，小涡的谱动力学行为具有非常好的标度不变性，标度关系满足Ｋｏｌｍｏｇ... 利用离散正交小波在若刊物理判别准则下对边界层湍流脉动信号时行去噪和多尺度分解，从而有效地区分出均匀各向同性小涡成份和大尺度含能涡旋成份。能谱分析发现，小涡的谱动力学行为具有非常好的标度不变性，标度关系满足Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ的“－５／３”律。 展开更多
关键词 大气边界层 湍流 小波变换
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