下降风

阿尔卑斯山陡坡上下降气流湍流动能预算和雷诺应力预算中的浮力效应

摘要 陡坡上的下降风非常常见，但对其了解或模拟甚少。本研究重点研究陡峭的高山斜坡上方的下降风急流。我们评估了湍流动能 (TKE) 和雷诺剪应力预算方程中的浮力项。我们特别关注斜率和沿斜率湍流显热通量对这些项的贡献。在最大风速高度以下和以上的四个测量水平可以分析沿垂直剖面的浮力效应如下：(i) 如在稳定条件下预期的那样，浮力往往会破坏 TKE 和最大风速高度 zj 以下急流内层区域的湍流动量通量；(ii) 结果还表明，浮力有助于在急流外层剪切区域（远高于 zj ）产生 TKE，而在同一区域观察到湍流动量通量的消耗； (iii) 在最大风速附近机械剪切产生微弱的区域，浮力往往会破坏 TKE，而我们的结果表明，浮力往往会增加动量通量。本研究还提供了一个分析条件，用于确定由于浮力而产生的湍流动量通量与斜坡角度之间的极限，类似于已经为 TKE 提出的条件。我们重新引入了应力理查森数，它相当于雷诺剪切应力预算的通量理查森数。我们指出，通量理查森数和应力理查森数是表征除最大风速高度附近区域以外的下降气流的互补稳定性参数。