Архив: Турбулентность...

ПОГОДА ПРОГНОЗ
ПОГОДЫ		 КАРТЫ
ПОГОДЫ		 АЭРОПОРТЫ ОБЛАКА ПТИЦЫ Библио-
тека		 Полезные
ссылки		 FAQ о погоде ФОТО Метео-
клуб
Главная Карта сайта     КАРТЫ ПОГОДЫ для профессионалов ИНФОРМЕРЫ ПОГОДЫ ПУБЛИЦИСТИКА
Добавить в Избранное Написать нам Автор сайта Лирика
Долгосрочный прогноз Термограф Метеограммы (графики погоды)  

Полезные ссылки:
Метеоцентр.Азия - наш сайт с высокодетализированными прогнозами погоды по пунктам Pоссии и мира
Облегчённая версия Метеоклуба (для смартфонов)

Архив: Турбулентность...

Сейчас в Метеоклубе:
Участников - 0 		Максимальное одновременное количество посетителей: 308 [2 Ноя 2013 22:42]
Гостей - 296 / Участников - 12

 - Начало - Ответить - Статистика - Pегистрация - Поиск -

МЕТЕОКЛУБ : независимое сообщество любителей метеорологии (Европа и Азия) : ФОРУМ О ПОГОДЕ И ПРИРОДЕ / FAQ - вопросы о погоде / Архив: Турбулентность...
Автор Сообщение
NETrezv
Участник

Астрахань 		# Дата: 25 Jul 2006 15:14


Airman
Янв 20, 2005 11:50:18

Хотелось бы обсудить этот вопрос с участниками форума. В первую очередь интересны причины данного явления. Есть у кого-нибудь соображения на эту тему?

MichaelP
Янв 20, 2005 12:48:38

Airman
Нельзя ли уточнить какую турбулентность Вы имеете в виду?
То что физики называю турбулентностью, т.е. классическая атмосферная турбулентность в ветре - та что вызывает порывы ветра и заставляет колыхаться флаги.
Или то, что, не до конца правильно, называют турбулентностью авиаторы - та, что может даже на большой высоте "трясти" самлеты.

Corvus
Янв 20, 2005 13:20:53

MichaelP
Поскольку Аирман работал в авиации, то (наверное) второе понятие.

Airman
Янв 20, 2005 14:19:02 · Поправил: Airman

Поясню ситуацию. Я анализирую метод прогноза турбулентности в слое от земной поверхности до высоты 500 метров. И в этом методе, если я ничего не пропустил, турбулентность рассчитывается только по значениям скорости ветра на разных высотах. А, вроде как, обычно для оценки турбулентности в метеорологии используют число Ричардсона. В этом числе наряду с квадратом градиента скорости ветра по вертикали фигурирует ещё вертикальный градиент температуры.
Поэтому было бы интересно выслушать мнение специалистов по турбулентности.

Классическая турбулентность в ветре вызывает порывы ветра, а что вызывает классическую турбулентность в ветре?

не до конца правильно, называют турбулентностью авиаторы

Почему это не до конца правильно?

MichaelP
Янв 20, 2005 14:58:00

Я это написал до того, как прочитал ответ Airman-а, но не пропадать же добру. :)

Попробую кратко ответить.

Образование турбулентности связано с возникновением и развитием неустойчивостей в течении жидкостей и газов при наличии градиента скорости. Реально, практически любое течение в атмосфере – турбулентное.

Для начала немного о приземной турбулентности в погранслое. Несмотря на то, что турбулентность в нем достаточно сильная она мало сказывается на полетах самолетов. Это связано с двумя причинами:

1. В погранслое горизонтальные пульсации скорости значительно превышают вертикальные. Это заметно и невооруженным глазом. В порыве ветра горизонтальная скорость может меняться значительно, а вертикальная при этом практически не меняется. В силу особенности обтекания самолета (основные плоскости расположены горизонтально) эти пульсации производят на него меньший эффект.

2. Крупномасштабные пульсации, в которых сосредоточена основная турбулентная энергия, имеют очень крупный размер, порядка сотен метров, и воздействие их на самолет менее заметно. Тут можно провести аналогию с цунами в океане: длина волны в открытом океане очень велика и корабль ее просто не замечает, его просто приподнимет и опустит. Правда при посадке и взлете это не работает не так хорошо – порывом ветра самолет может сдуть с (или от) полосы.

Какие существуют другие причины возникновения турбулентности, причем такой, чтобы характерный размер крупномасштабных пульсаций был сравним с размером самолета?

1. Конвективные ячейки. Вертикальные течения в них имеют достаточно высокую скорость и достигают больших высот, чтобы развилась достаточно сильная турбулентность.
2. Срывы потока или, более точно, срывы погранслоя. Наибольшую опасность для авиации, как мне кажется, представляет спутный турбулентный поток за самолетом. В нем размер пульсаций, просто по своему происхождению сравним с размером самолета. Еще возможен срыв атмосферного погранслоя при резком понижении рельефа местности, но тут я не настолько уверен насколько это частое и опасное явление, хотя для горных аэродромов может представлять некоторую опасность.
3. Турбулентность на фронтах. Тут я могу предположить два механизма возникновения турбулентности и, скорее, метеорологи скажут, какой из них более реален.
a. Вертикальный поток вытесняемого теплого воздуха. Но, по моему мнению, все-таки скорости нем недостаточны для возникновения сильной турбулентности. Метеорологи! Насколько вертикальные скорости в ячейке отличаются от вертикальных скоростей на фронте?
b. Относительная разность скоростей теплой и холодной воздушной масс на фронте (одна из них при этом может быть неподвижной). В этом случае турбулентность возникает на границе их раздела, которая, в силу того, что теплый воздух вытесняется наверх, может достигать больших высот. Метеорологи! Насколько могут различаться скорости ветра на достаточно больших высотах до фронта и после него и до каких высот может доставать граница раздела воздушных масс?

Ну вот, кратко не получилось. Может кто-нибудь еще добавит или поправит?

Corvus
Янв 20, 2005 15:19:40

Airman
В двух словах не расскажешь.
Советую почитать раздел про турбулентность в "Физике атмосферы" Матвеева, там отлично описано.

В общем случае интенсивность турбулентности пропорциональна разности температур (точнее, величине падения Т с высотой; в инверсиях чем больше рост Т с высотой, тем слабее турбулентность) и разности вектора ветра (сдвигу ветра) на границах слоя. При достижении влажноадиаб. вертик. градиента (если воздух насыщен)или сухоадиаб. (если ненасыщен) интенсивность турубулентности возрастает сразу на порядок из-за развития конвекции.

Corvus
Янв 20, 2005 15:27:20

MichaelP
Насколько вертикальные скорости в ячейке отличаются от вертикальных скоростей на фронте?

В какой ячейке - конвективной?

Насколько могут различаться скорости ветра на достаточно больших высотах до фронта и после него и до каких высот может доставать граница раздела воздушных масс?

1. От силы на 5-10 м/с (на 200-300 км по горизонатали). В поле ветра фронт выражен гораздо слабее, чем в температуре.
2. До 6-8 км, а часто до тропопаузы.

А вот по вертикали в высотных фронтальных зонах и сопуствующих им струйных течениях сдвиги ветра довольно большие, до 15-20 м/с на километр высоты. Именно верт. сдвиг ветра и является основной причиной турбулентности на больших высотах (выше погранслоя).

MichaelP
Янв 20, 2005 15:33:22

Airman
Турбулентность возникает из-за развития неустойчивости при наличии граиента скорости. И ее образование похоже на образование циклона. Возникает небольшое возмущение "волна" в вашей терминологии и она начинает усиливаться и превращается в вихрь. Далее на его периферии могут развиться новые возмущения и новые вихри. Только при турбулентности этот процесс идет гораздо дальше и характерный размер самых крупных вихрей больше характерного размера самых мелких приблизительно в 10000 раз. Для атмосферной турбулентности самые крупные возмущения (порывы ветра) имеют размер порядка сотен метров, а самые мелкие (которые колышут флаг) порядка сантиметров.
Градиент же скорости возникает из-за разности скоростей на высоте и у поверхности земли, где поток воздуха тормозится об нее и всякие неровности.
Кроме масштаба, характер турбулентного атмосферного турбулентного потока практически не отличается от погранслоя на шероховатой пластине. Например, и там и там действует логарифмический закон скоростей.

Теперь о влиянии градиента температуры. Как я уже сказал, основной вклад в развитие турбулентности вносит градиент скорости. Но в воздухе есть еще один фактор неустойчивости - градиент температуры. Он сам по себе может привести к возникновеню потоков (термики, ячейки). При воздействии на развивающиеся неустойчивости он может вызвать как их дополнительное усиление так и, наоборот, их "гашение".

Почему это не до конца правильно?
Потому что в этом случае более правильно говорить о турбулентных струях. Ведь почему-то никто из авиаторов не называет порыв ветра турбулентностью, хотя это явления одного порядка. Хотя, может я и не совсем прав, так-как любая профессия имеет право на выработку своей терминологии.
Не зря же меторологические модели называются гидродинамическими, хотя воздух отнюдь не жидкость. Просто с точки зрения физики движение газа и жидкости на дозвуковых скоростях описывается одинаковыми уравнениями.

MichaelP
Янв 20, 2005 15:35:26

Corvus
В какой ячейке - конвективной?

Да, в ней.

От силы на 5-10 м/с

В принципе, этого достаточно для разития турбулентности.

MichaelP
Янв 20, 2005 15:43:12

Corvus
200-300 км по горизонатали

Это длина всего фронта, или на конкретной высоте?
Насколько я знаю, граница раздела поднимается вверх под очень острым углом.

Corvus
Янв 20, 2005 15:55:25

MichaelP
Это на конкретной высоте, по линии, перпендикулярной линии фронта.

medved
Янв 20, 2005 15:56:43

MichaelP
Corvus
Может быть, гораздо бОльшие градиенты скоростей возникают, например, непосредственно в зонах образования больших грозовых ячеек, сопровождающих холодный фронт, за счёт усиления вертикальных потоков из-за конвективной неустойчивости. Там и встречаются и очень сильные порывы ветра, и огромные вертикальные потоки

MichaelP
Янв 20, 2005 16:08:24

Corvus
medved
Спасибо!
Общими усилиями выяснили, наверное давно известную специалистам по физике атмосферы, причину возникновения турбулентных струй на фронтах!

Итак, скорее всего, турбулентные струи, возникают все-таки из-за вертикальных потоков воздуха, особенно в зонах образования грозовых ячеек, сопровождающих холодный фронт.

medved
Янв 20, 2005 16:32:02

У меня в мною написанном нету абсолютной уверенности, это то, что на первый взгляд показалось логичным (да и по обывательским наблюдениям, на земле обычно самый порывистый ветер — на ХФ). Хорошо бы спросить ещё тех, кто это всё прогнозирует и наблюдает :)

misha
Янв 20, 2005 16:42:04

Итак, скорее всего, турбулентные струи, возникают все-таки из-за вертикальных потоков воздуха, особенно в зонах образования грозовых ячеек, сопровождающих холодный фронт.

а также в интенсивно прогревающейся воздушной массе арктического происхождения

Airman
Янв 20, 2005 19:40:23

Всем спасибо!
Это действительно, очень важная проблема для авиации. От успешности прогнозирования турбулентности во многом зависит безопасность полётов и спокойствие пассажиров.

MichaelP
Янв 21, 2005 13:30:03

МОСКВА 12:44 /Павел Константинов/
На высотах над Москвой также ветрено…

NETrezv
Участник

Астрахань 		# Дата: 25 Jul 2006 15:15 - Поправил: NETrezv


MichaelP (продолжение)


Зона сильных ветров, захватившая большую часть ЕТР, и благодаря которой в российской столице был отменен большой процент высотных строительных работ, также отчетливо проявляется и в верхней части тропосферы. Мощное струйное воздушное течение, как называют его метеорологи, наблюдается как раз над Москвой на высоте примерно 9-10 км. Сильный воздушный поток, направленный с запада на восток, тесно связан с атлантическим циклоном, атмосферные фронты которого несут в столицу оттепель, снегопады и метели. На настоящий момент максимальные скорости ветра внутри этого потока достигают 40-45 м/с, а завтра они еще дополнительно возрастут - до 55-58 м/с, что примерно соответствует скорости болида в гонках Формулы-1.


При этом замечу, что приземный ветер на ВВЦ 3 м/с, да по личным наблюдениям у нас на Малой Грузинской (это, кстати, рядом с ММБ) особого ветра нет.

Может я выше и неправильно с точки зрения метеорологии выразился, но именно такую ситуацию я имел в виду, когда писал о возникновении турбулентности в зоне фронта:

Теплый воздух течет с большой скоростью, но опуститься вниз ему не дает более холодный воздух. При этом на границе теплого и неподвижного холодного воздуха на достаточно большой высоте возникает зона турбулентности.

Corvus
Автор сайта

###Corvus### 		# Дата: 11 Дек 2007 17:09 - Поправил: Corvus


тогда что за причина двух разных картин: дым бодро взлетает столбом или лениво стелется, буквально прижимаясь к земле?


это явление никакого отношения к инверсии не имеет ,инверсия начинается на большой высоте 1-3 км,а это из-за высокой влажности воздуха-недогоревшие частицы вещества(дым) отяжеляются влагой воздуха и высоко не подымаются
slava31


Не согласен! Дым стелется вдоль земли именно из-за инверсии (если ветер слабый). Просто бывают инверсии антициклональные (на высотах 1-2 км зимой и 3-4 км летом), и приземные (в малооблачные ночи во все сезоны года).

Даже в жаркую погоду летом после захода солнца (особенно если влажность воздуха низкая и велик суточный ход Т°) быстро образуется приземная инверсия. Красиво бывает, когда едешь на закате по летней степи или пустыне, и дым от чабанских костров стелется в виде сплошного одеяла на высоте 2-3 м над землёй. То же самое наблюдается и в населённых пунктах (аулах, сёлах) - дым от печей стелется покрывалом на высоте 5-10 м, цепляясь за крыши и образуя этакие "псевдооблака". При этом влажность зачастую невелика (40-50% и менее), но неопытный метеонаблюдатель может сдуру отметить поземный туман ;)

З.ы. Если не трудно, продублируйте мой ответ на старом форуме - похоже, меня там забанили.

LESS
Участник

Приокский лесс на юге МО 		# Дата: 17 Дек 2007 11:37


Corvus

Точно такой же эффект наблюдается у меня возле загородного дома в летние вечера в низине у речки. Очень красиво. И ещё более интересное явление в том же месте, когда по направлению течения речки через ж\д насыпь (высотой метров 15-20) переползает (буквально!) туман тонким слоем. Кстати сказать, иногда эти два явления смешиваются, но при некотором навыке их всё же можно различить. Прям таки антитурбулентность какая-то мне видится в таком "скольжении" тумана.

Ваш ответ

          Отменить *Что это?

 » Логин  » Пароль 
 
 


Поддержка: miniBB forum software © 2001-2024