ИСТИНА

В докладе обсуждаются замыкания турбулентных процессов, используемых в современных моделях прогноза погоды и климата. Показано, что основные ошибки в воспроизведении устойчиво-стратифицированных пограничных слоев связаны с определением турбулентных масштабов длины и времени или cкорости диссипации кинетической энергии турбулентности. Предложено релаксационное уравнение относительно волнового числа для полуэмпирических замыканий геофизической турбулентности. Численные эксперименты показывают, что такой подход при задании равновесного состояния согласованного с теорией подобия Монина-Обухова позволяет воспроизвести основные характеристики слабо-нестационарных устойчиво- стратифицированных пограничных слоев. Допускается возможность уточнения замыкания за счет задания равновесных состояний и релаксационных соотношений по данным прямого и вихреразрешающего моделирования. Традиционное феноменологическое уравнение для скорости диссипации кинетической энергии турбулентности можно рассматривать как аппроксимацию предложенного релаксационного уравнения для устойчиво-стратифицированных течений, находящихся в состоянии квази-равновесия. Такая связь позволяет соотнести выбор эмпирических констант в уравнении для скорости диссипации с заданием равновесного состояния и релаксационного временного масштаба. В докладе будет представлена вычислительная технология, разрабатываемая сотрудниками НИВЦ МГУ, ИВМ РАН, ИФА РАН и Университета Хельсинки, ориентированная на проверку существующих и разработку новых замыканий турбулентных процессов. Технология включает реализацию замыканий, используемых в распространенных моделях атмосферы и океана; дополняется данными измерений, прямого и вихреразрешающего моделирования для их верификации; обеспечивает возможность расширения набора турбулентных замыканий и баз данных для сравнения как разработчиками технологии, так и ее пользователями. Предлагаемая технология позволит упростить постановку и решение исследовательских задач о динамике пограничных слоев, ускорить разработку новых моделей и может быть востребована сообществом разработчиков глобальных океанских и атмосферных моделей для независимой проверки процедур турбулентного переноса.