Thorpe分析法、垂直上升速度扰动法计算湍流参数的比较

基于1998年中国南海季风实验期间(5月5-25日,6月5-25日)科学#1号考察船上的高分辨率气球探空数据,分别采用Thorpe分析方法和利用气球垂直上升速度的扰动计算湍流参数的方法,计算对流层和低平流层湍动能耗散率ε和湍流扩散系数Ko Thorpe分析法是从温度的角度考虑,根据Thorpe尺度LT与湍流参数之间的关系计算湍流参数,而利用垂直上升速度的扰动计算湍流参数的方法是从速度的角度考虑,利用垂直上升速度的扰动σw与湍动能耗散率ε之间的关系计算湍流参数.通过对两种方法及其计算结果进行比较发现:在垂直结构方面,不论是月平均结果还是日平均结果,两种方法计算出的ε和湍流扩散系数K均是在10 km以上而在对流层顶以下较大,在对流层顶以上较小;两种方法计算出的K的峰值高度均在15 km左右;在数值范围方面,ε的取值均在10-6～10-2 m2·s-3, K的取值均在0～10 m2·s-1,但是采用垂直上升速度的扰动计算湍流参数的方法求得的湍流参数小于Thorpe分析方法得到的湍流参数;峰值高度方面,采用Thorpe分析方法所得ε的峰值高度在15 km左右,而采用垂直上升速度扰动方法所得ε的峰值高度在17 km左右.