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《大气与环境光学学报》 2017年05期
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基于小波分析的高空大气湍流相干结构特征研究

杨泽堃  孙刚  刘庆  李学彬  翁宁泉  
【摘要】:通过对风速脉动和温度脉动数据进行谱分析和小波分析,得到不同高度大气湍流相干结构尺度,用来同时识别时间序列中相干结构的特征尺度,并与大气折射率结构常数C_n~2相结合分析高空大气湍流强弱分层的相干结构特征,提取不同高度湍流层强度、湍流层厚度等空间特征。通过研究发现,随着高度的变化,湍流呈现强弱分层交替出现的空间特征,且随高度升高,湍流持续时间变短,湍流层厚度也变小;在大尺度的弱湍流背景下存在小尺度强湍流,分布相对密集,持续时间较短,厚度也较小。高空大气湍流在5~15 km上存在明显的强弱分层现象,在6~10 km高度上有四个强湍流层,湍流层厚度约为500 m。
【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室;中国科学技术大学研究生院科学岛分院;
【基金】:国家自然科学基金,41205023,41375017~~
【分类号】:O357.5
【正文快照】:
l引言湍流的相干结构是湍流研究中的重大发现,它表明湍流运动并非仅仅存在无序的随机运动,也具有可检测的有序结构。在大气揣■流中的相干结构也是湍流运动的重要特征,对地表与大气中的能量、动量与物质的输送起重要作用w。相干结构是湍流中在时间和空间上具有自组织特性的大

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