بررسی شارش و تلاطم در لایه مرزی جو یک منطقه با توپوگرافی پیچیده (تهران)

هدف از این تحقیق، بررسی ساختار قائم و تغییرات زمانی (شبانه روزی) شارش و تلاطم در لایه مرزی منطقه شهری با توپوگرافی پیچیده (تهران) است. به این منظور از داده های دستگاه سودار (Sodar) مدلPA1 برای ارتفاع های 50 متر به بالا، داده های ایستگاه هواشناسی به منزله مرجع سطح زمین در تاریخ های 13 تا 24 اوت 2002 و داده های دستگاه بادسنج فوق صوتی ماه اوت 2005 موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران استفاده شده است. روزهایی انتخاب شده اند که سامانه همدیدی در منطقه وجود نداشته، آسمان تقریبا صاف (حضور ابرهای کومه ای در برخی ساعت ها در چند روز) و باد سطح 10 متر از 5 فراتر نرفته (میانگین حدود3) و رطوبت نسبی کم (میانگین حدود 25%) باشد؛ طوری که گردش های محلی اثر غالب داشته باشند. داده های به کار رفته برای رسم نمایه های قائم کمیت ها، میانگین 12 روزه (13-24 اوت 2002) برای 4 ساعت 09:30، 15:30، 21:30 و 03:30 محلی هستند. با توجه به نمودارها، کمیت های متفاوت، تقریبا تغییرات شبانه روزی از خود نشان می دهند. نمودارهای، و (به ترتیب نشانگر انحراف معیار مولفه های افقی سرعت باد (و) و مولفه قائم سرعت باد ()) نشان می دهند که تلاطم طی شب تقریبا پیوسته است، ولی نسبت به روز تضعیف شده است. نمودار انرژی جنبشی تلاطمی () نشان می دهد که هنگام روز این کمیت بیشینه و در شب کمینه مقدارش را دارد که بیانگر افزایش انرژی جنبشی تلاطمی هنگام روز و کاهش آن طی دوره پایدار شبانه است. داده های سودار، متوسط های فضایی 25 متری هستند که حذف لایه های تلاطمی احتمالی موجود در این محدوده متوسط گیری را در پی خواهد داشت. این متوسط گیری، سبب ایجاد اعداد ریچاردسن بزرگ خواهد شد که در نمودار مربوط به مشاهده می شود. مولفه های شدت تلاطم و، تقریبا برابرند و طی شب تقریبا چهار برابر و در روز تقریبا سه برابر هستند. این موضوع نشان دهنده آن است که در روز، تولید انرژی جنبشی تلاطمی، ترکیبی از اثرات شناوری و برشی و طی شب، بیشتر ناشی از اثرات برشی است. بررسی رفتار کمیت تلاطمی که مرتبط با جمله های تولید سرچشمه شناوری و مکانیکی انرژی جنبشی تلاطم است، تاثیر ترمال ها (thermal) و زبری را بر ویژگی های توضیح می دهد. مقادیر در ساعت های متفاوت با ارتفاع کاهش می یابد که ناشی از افزایش تولید مکانیکی و شناوری تلاطم در لایه سطحی است. هنگام شب مقادیر این کمیت حتی در حضور برش باد کمتر است که این می تواند ناشی از اثر تابش کلی بر این کمیت در هنگام روز، به ویژه در شرایط باد نسبتا کم باشد. تحلیل موجک تندی باد با استفاده از داده های متوسط گیری شده یک دقیقه ای بادسنج فوق صوتی در لایه سطحی، ساختاری تقریبا موجی و پیوسته و با دوره تناوب 6 تا 90 دقیقه نشان می دهد که ممکن است مربوط به نوسان های تلاطمی و امواج نامنظم و منظم درونی باشد.