Научный руководитель: Куповых Геннадий Владимирович, Клово Александр Георгиевич, к.ф.-м.н.

В августе 2000г. проведены экспериментальные исследования метеорологического режима приводного слоя в акватории Таганрогского залива Азовского моря. Градиентные наблюдения включали в себя измерения температуры, влажности воздуха и скорости ветра на уровнях 0,15; 0,5; 1 и 2 метра над морской поверхностью. Одновременно измерялись значения атмосферного давления, температура воды, отмечались вид и количество облачности и состояние поверхности моря.

Первичный анализ данных показал наличие устойчивой температурной инверсии над водной поверхностью в дневные часы. Толщина слоя инверсии существенно зависит от значения числа Ричардсона (R_i) и коэффициента турбулентности, полученных расчётным путём. В случае устойчивой стратификации атмосферы (R_i >0) температурная инверсия имела место на всех уровнях наблюдения в приводном слое. При неустойчивой стратификации (R_i <0) высота слоя инверсии составляла не более 1 метра. Увеличение турбулентного перемешивания приводит к уменьшению инверсии температуры и её масштаба по высоте.

 (1)

 (2)

 (3)

где k- коэффициент турбулентности; ?- плотность воздуха; с_р - удельная теплоёмкость воздуха при постоянном давлении; (L- удельная теплота парообразования, p-атмосферное давление), e- упругость водяного пара.

(4)

где a- абсолютная влажность, Т-температура воздуха.

Среднее значение турбулентных потоков тепла составили –94,8. Эти значения могут быть различны на разных уровнях. Турбулентный поток тепла отрицателен (P<0),то есть направлен сверху вниз, при сухоустойчивой стратификации, равен нулю (P=0) при сухобезразличной и положителен (P>0) при сухонеустойчивой стратификации. При отрицательном турбулентном потоке вблизи поверхности воды наблюдалась температурная инверсия, то есть возрастание температуры с высотой. Средний профиль температуры представлен на (рис.1).

 (5)

где ?Т_v – виртуальный добавок; Т- температура воздуха.

Для расчета виртуального добавка ?Т_v использовалась следующая формула [2]:

 (6)

где s – массовая доля водяного пара; е – парциальное давление водяного пара; P– турбулентный поток тепла.

Средний виртуальный добавок по экспериментальным данным составил величину 5,2 ° С и изменялся в пределах от 3,5° С до 6,8° С. Это хорошо согласуется с полученной в эксперименте температурной инверсией вблизи морской поверхности.