image: (a)~(d)分别是10min，20min，40min高通滤波后和未滤波湍流纵风二阶结构函数之间的线性关系Dut=Dur；(e)~(h)分别是10min，20min，40min高通滤波后和未滤波湍流横风二阶结构函数之间的线性关系Dvt=Dvr view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《中国科学：地球科学》杂志发表了中国科学院西北生态环境资源研究院陈晋北博士团队的研究成果，他们基于涡动相关法和系综平均原理，首先利用复杂条件下大气湍流的多站点观测，在大气边界层湍流通常是平稳随机的事实基础上，将每个点的时间序列资料结和空间分布，联立成一套长时间序列。继而可以分析区域湍流观测的各态历经性，更全面的分析湍流结构和估算湍流谱。
利用黄土高原“塬区”复杂条件下的四点观测资料，证明了在全大气边界层尺度上(<1 h的时间尺度)，四点湍流观测较易于满足各态历经性。单站点确定的速度二阶结构函数与两两站点间的速度二阶结构函数结果的比较直接验证了湍流各态历经性理论。因此，利用新建立的长时间序列资料所确定的湍流结构和湍流通量，对于区域湍流场的代表性更强。
从理论到试验，新方案不受湍流定常，湍流通量水平均匀和常通量层条件的限制，可以应用于非均匀条件下的大气边界层湍流观测和研究。
研究详情请见原文：
陈晋北, 陈霄文, 贾伟, 余晔, 赵素平. 2023. 黄土高原塬区近地面层大涡多点观测研究. 中国科学: 地球科学, 53(4): 856–865
Journal
Science China Earth Sciences