Ансамбль динамически идентичных термиков и вертикальные профили турбулентных моментов конвективного приземного слоя атмосферы

А. Н. Вульфсон, О. О. Бородин

В поверхностном слое проникающей турбулентной конвекции, расположенном над однородной горизонтальной нагретой поверхностью, выделяется ансамбль конвективных термиков. Для описания динамики изолированного конвективного элемента предложена интегральная модель квазистационарной спонтанной струи, допускающая точное аналитическое решение. Предложена простейшая статистическая модель ансамбля динамически идентичных термиков. В рамках этой модели ансамбля конвективные термики поднимаются в неподвижном окружении, их динамические параметры соответствуют уравнениям изолированной квазистационарной струи, а диаметры носят случайный характер. Показано, что ансамбль термиков, всплывающих в горизонтально однородном окружении, формирует турбулентные моменты приземного конвективного слоя. Выполнено сопоставление аналитических соотношений для высших турбулентных моментов вертикальной скорости и температуры с экспериментальными данными от второго до четвертого порядка включительно.