大氣湍流

1、大氣湍流百度百科科技名詞定義科技名詞定義中文名稱：大氣湍流英文名稱：Atmosphericturbulence定義：空氣質(zhì)點呈無規(guī)則的或隨機變化的運動狀態(tài)這種運動服從某種統(tǒng)計規(guī)律。所屬學科：大氣科學(一級學科)；動力氣象學(二級學科)本內(nèi)容由全國科學技術(shù)名詞審定委員會審定公布百科名片百科名片大氣湍流大氣湍流是大氣中的一種重要運動形式，它的存在使大氣中的動量、熱量、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強，遠大于分子運動的交換強度。大氣湍

2、流的存在同時對光波、聲波和電磁波在大氣中的傳播產(chǎn)生一定的干擾作用。[編輯本段]簡介流體的運動主要分為層流和湍流，層流屬于規(guī)則運動，湍流則屬于不規(guī)則運動。大氣湍流是大氣中一種不規(guī)則的隨機運動，湍流每一點上的壓強、速度、溫度等物理特性等隨機漲落。大氣湍流[編輯本段]條件大氣湍流的發(fā)生需具備一定的動力學和熱力學條件：其動力學條件是空氣層中具有明顯的風速切變；熱力學條件是空氣層必須具有一定的不穩(wěn)定度，其中最有利的條件是上層空氣溫度低于下層的對流

3、條件，在風速切變較強時，上層氣溫略高于下層，仍可能存在較弱的大氣湍流。理論研究認為，大大氣湍流氣湍流運動是由各種尺度的渦旋連續(xù)分布疊加而成。其中大尺度渦旋的能量來自平均運動的動量和浮力對流的能量；中間尺度的渦旋能量，則保持著從上一級大渦旋往下一級小渦旋傳送能量的關(guān)系；在渦旋尺度更小的范圍里，能量的損耗起到了主要的作用，因而湍流渦旋具有一定的最小尺度。在大氣邊界層內(nèi)，可觀測分析到最大尺度渦旋約為1千米到數(shù)百米；而最小尺度約為1毫米。[編輯

4、本段]簡史對湍流的研究已有近百年的歷史，1839年，G.漢根在實驗中首次觀察到由層流到湍流的轉(zhuǎn)變。1883年，O.雷諾又在圓管水流實驗中找出了層流過渡到湍流的條件。在理論研究方面，1895年雷諾曾把瞬時風速分解為平均風速和疊加在上面的湍流脈動速度兩部分，得到湍流運動方程組(雷諾方程)，提出湍流粘性力（雷諾應(yīng)力）的概念。1925年，L.普朗特在這基礎(chǔ)上提出了混合長度的概念，得出邊界層內(nèi)風速隨高度變化的規(guī)律：在對數(shù)坐標中呈線性增長。在大氣邊

5、界層中，此結(jié)果被許多實驗所證實。1915年，G.I.泰勒提出了研究大氣湍流微結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計理論。1920年，L.F.理查孫研究了大氣溫度分布對湍流的影響。1941年，A.H.科爾莫戈羅夫又提出了局地各向同性理論，以上這些理論，合理地解釋了湍流中的微結(jié)構(gòu)。[編輯本段]規(guī)律雷諾實驗證實，對于粘滯流體，湍流的發(fā)生取決于流場的雷諾數(shù)Re=υ（其中、υ分別為流體的運動粘度和特征速度為特征長度）。雷諾數(shù)為作用于流體上慣性力和粘性力的無量綱比值。當流體中