小兴安岭近地层湍流能谱特征

来源：高原气象杂志2021年第2期北京时间：

作者：孙鹏飞;范广洲;曲哲;刘星光;王寅钧;袁潮

单位：1. 成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 610225;2. 黑龙江省伊春市气象局，黑龙江 伊春 153000;3. 黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江 哈尔滨 150030;4. 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京 100081;5. 辽宁省盘锦市气象局，辽宁 盘锦 124010

摘要：利用小兴安岭南麓五营地区涡动相关系统的观测资料， 分析不同大气稳定度条件的湍流速度谱、 温度谱、 湿度谱、 协谱及局地各向同性特征。结果表明： 三维速度（u、 v、 w）谱和垂直速度（w）与水平纵向速度（u）、 温度（θ）的协谱（uw、 θw）的谱峰均随稳定度的增加而向高频端移动。湍流速度（u、 v、 w）谱、 温度（θ）谱和湿度（q）谱在惯性副区均满足-2/3定律。uw协谱、 θw协谱和垂直速度（w）与湿度（q）的协谱（qw）在惯性副区并不完全遵循-4/3定律， 尤其是uw协谱的拟合斜率更接近-1。水平方向湍流谱峰波长范围为130~1820 m， 垂直范围为49~113 m。温度谱谱峰波长范围为149~260 m， 湿度谱谱峰波长范围为198~455 m。uw协谱谱峰波长范围为228~455 m， θw协谱谱峰波长范围为172~260 m， qw协谱谱峰波长范围为172~346 m。v谱在惯性副区基本满足局地各向同性， w谱在惯性副区不满足局地各向同性， 可能与森林下垫面对垂直方向湍流大涡的破碎作用有关。

关键词：森林下垫面;湍流谱;湍流协谱;局地各向同性

基金资助：国家重点研发计划项目(2018YFC1507301)