§2行星边界层 M■ HHHNNN國 MHHHNNN■ HHHNNN國 MHMMNNHHMMHPNNHHHHMNNNPNH"" HMHNNHHHMHHNNHHHMNNNNHN 大气边界层的大尺度运动摩擦力非常重要,科氏力、 气压梯度力和摩擦力三力平衡是边界层力平衡的特征 fv ap 1 at cp+107 摩擦力中与z的偏导数有关的项为主要项
§2 行星边界层 y z p fu x z p fv zy zx ∂ ∂ + ∂ ∂ = − ∂ ∂ + ∂ ∂ − = − τ ρ ρ τ ρ ρ 1 1 1 1 大气边界层的大尺度运动摩擦力非常重要，科氏力、 气压梯度力和摩擦力三力平衡是边界层力平衡的特征： 摩擦力中与 z 的偏导数有关的项为主要项
§2行星边界层 (一)近地面层:地面10米至20米 观测:(x)~0Wm2( 0.1m2/s 10-3m/s 10 ax az △ 2z=10米时 10-1=10% 0 2
§2 行星边界层 （一）近地面层：地面—10米至20米 ( ) 2 0 1 − τ zx s ~ . Nm 2 2 ~ 0 .1m / s s zx ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ ρ τ m s x p ~ 10 / 1 −3 ∂ ∂ ρ 3 2 10 m / s z zx − ≤ ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ ∂∂ ρ τ 2 2 2 10 m / s zx − ≤⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ Δ ρ τ Δz =10米时 ~ 10 10% 1 = Δ − zx zx τ τ ≈ 0 ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ ∂∂ ρ τ zx z 观测：
§2行星边界层 M■ HHHNNN國 MHHHNNN■ HHHNNN國 MHMMNNHHMMHPNNHHHHMNNNPNH"" HMHNNHHHMHHNNHHHMNNNNHN 常数L*摩擦速度 ou x= K DX K=l az azaz z
§2 行星边界层 zx = u*2 = 常数 ρ τ z u l ∂ ∂ Κ = 2 2 * 2 u z u z u l z u K zx = ∂ ∂ ∂ ∂ = ∂ ∂ = ρ τ u* z u l = ∂ ∂ u* 摩擦速度
§2行星边界层 HHHHHNN N HHMMHHHMNNNHHHMNNHHHMHNNNMHHHMNMHHHHMNNNHHHMMNNNHHMHPMNHHHMHNMNPN ou 三优米 (a)中性层结下的对数定律: 普郎特假定 I=kz K 卡曼常数 0-粗糙高度 k
§2 行星边界层 u* z u l = ∂ ∂ l = κ z κ ---卡曼常数 kz u z u * = ∂ ∂ 0 * ln z z k u u = (a) 中性层结下的对数定律： 普郎特假定 0 z -----粗糙高度
§2行星边界层 M■ HHHNNN國 MHHHNNN■ HHHNNN國 MHMMNNHHMMHPNNHHHHMNNNPNH"" HMHNNHHHMHHNNHHHMNNNNHN 湍流粘性系数和应力: K=l4=lux kzus N7 C 2 p* =p 2 D K/In ---拖曳系数
§2 行星边界层 , * * 2 lu zu z u K l = = κ ∂ ∂ = 湍流粘性系数和应力： 2 2 * u C u zx ρ ρ D τ = = 2 0 2 * / ln ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ ⎟ = ⎠⎞ ⎜⎝⎛ = zz uu cD κ -----拖曳系数