ИСТИНА

В современных методах определения характеристик турбулентного обмена между поверхностью Земли и атмосферой используются теории, базирующиеся на гипотезе статистической стационарности и однородности турбулентного потока. Традиционно применяемые в атмосферном моделировании, энергобалансовых и биогеохимических расчетах параметризации основаны на выводах теории подобия Монина-Обухова, которая предполагает подстилающую поверхность, обладающую однородным горизонтальным распределением аэродинамической и температурной шероховатости и турбулентных потоков. Затруднения применимости ТПМО над неоднородными ландшафтами связано, прежде всего, с тем, что к локальному турбулентному перемешиванию, вызванному высокочастотной турбулентностью, здесь добавляются нелокальные процессы, вызванные неоднородностью генерации турбулентных движений и различными мезомасштабными циркуляциями. Особенно это актуально для прибрежных районов со сложным береговым рельефом, где структура пограничного слоя в прибрежной зоне моря зависит от рельефа и элементов шероховатости поверхности прибрежного района суши, скорости ветра, расстояния от берега, стратификации и динамических процессов в пограничном слое атмосферы. Построение новой теории требует проведения детальных измерений турбулентности над неоднородной поверхностью, сопряжённых с высокоразрешающим моделированием, воспроизводящим явно наиболее энергетически-значимые турбулентные вихри. В докладе представлены определение физических механизмов формирования структуры атмосферной турбулентности в прибрежной зоне и разработка параметризаций для расчета характеристик энерго- и массообмена между атмосферой и морем/сушей в условиях неоднородного рельефа. Используется специализированная база данных турбулентных и профильных измерений в прибрежной зоне над различными подстилающими поверхностями; результаты исследования физических механизмов формирования потоков импульса, тепла и примесей между атмосферой и морем при различных фоновых условиях в прибрежной зоне. По данным экспериментальных исследований и моделирования исследуются границы применимости современных теорий атмосферной турбулентности, в частности, теории подобия Монина и Обухова (ТПМО) над неоднородными ландшафтами на примере прибрежной зоны с горным рельефом; а также роль мезомасштабных атмосферных процессов в формировании турбулентного обмена между атмосферой и морем/сушей в прибрежных зонах. Представляются результаты исследования возможности модификации теории подобия Монина-Обухова над неоднородным рельефом с включением в функции подобия новых независимых безразмерных групп или введением новых эмпирических масштабов.