Dependence of near‐surface similarity scaling on the anisotropy of atmospheric turbulence
Dependence of near‐surface similarity scaling on the anisotropy of atmospheric turbulence
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近地表相似尺度对大气湍流各向异性的依赖性
DOI：
10.1002/qj.3224
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发表时间：
2018
影响因子：
8.9
通讯作者：
Calaf, Marc
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stiperski, Ivana;Calaf, Marc
根据雷诺应力张量的各向异性（分为各向同性、双分量轴对称和单分量湍流），在相对水平均匀和平坦的地形上进行CASES-99现场实验的湍流数据被分离出来，并测试了通量方差相似性标度关系。结果表明，不同的各向异性状态对应不同的相似关系，特别是在不稳定层结下。接近各向同性湍流的实验数据匹配相似关系。另一方面，非常各向异性的湍流显着偏离传统的标度关系。我们详细研究这些各向异性状态的特点，确定它们发生的条件，并将它们与不同的参数连接起来。湍流各向异性的控制参数被证明是不同的稳定和不稳定的分层，但能够清楚地描绘的条件下，每个各向异性状态发生。
Turbulence data from the CASES‐99 field experiment, over comparatively horizontally homogeneous and flat terrain, are separated based on the anisotropy of the Reynolds stress tensor (into isotropic, two‐component axisymmetric and one‐component turbulence) and flux‐variance similarity scaling relations are tested. Results illustrate that different states of anisotropy correspond to different similarity relations, especially under unstable stratification. Experimental data with close to isotropic turbulence match similarity relationships well. On the other hand, very anisotropic turbulence deviates significantly from the traditional scaling relations. We examine in detail the characteristics of these states of anisotropy, identify conditions in which they occur and connect them with different governing parameters. The governing parameters of turbulence anisotropy are shown to be different for stable and unstable stratification, but are able to delineate clearly the conditions in which each of the anisotropy states occurs.
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