МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИВОДНОГО СЛОЯ С ПАРАМЕТРИЗАЦИЕЙ СТРАТИФИКАЦИИ И ЭЛЕМЕНТОВ ВЛИЯНИЯ ВЕТРОВОГО ВОЛНЕНИЯ, "Фундаментальная и прикладная гидрофизика"

Abstract

Известная и неоднократно упоминаемая в публикациях модель одномерного пограничного слоя атмосферы над волнами была дополнена уравнениями диффузии тепла и влаги, формулами для расчета потока тепла и испарения на границе вязкого подслоя. В модель были введены функции устойчивости для расчета скорости диссипации и коэффициентов турбулентной вязкости и диффузии, а также формулы для расчета волновых потоков тепла и влаги. Описывается численная схема модели, входные параметры, используемый волновой спектр, применяемое вертикальное и спектральное разрешение. Проведена серия экспериментов стратифицированного волнового пограничного слоя, в которых менялись: степень развития волнового поля, метеорологические характеристики (скорость ветра, потенциальная температура, влажность) на верхней границе волнового пограничного слоя. Рассчитанные по полученным результатам коэффициенты сопротивления, тепло- и влагообмена сравниваются с подобными коэффициентами, полученными с использованием широко используемой процедуры расчета турбулентных потоков COARE. Показано, что при небольших и умеренных скоростях ветра существенное влияние на тепло- и влагообмен в волновом пограничном слое оказывает стратификация. Степень развития волнового поля оказывает влияние на обмен импульсом при больших скоростях. Полученные результаты могут быть использованы для построения новых методов расчета потоков на поверхности океана или уточнения уже существующих алгоритмов.