Connections between the Ozmidov scale and mean velocity profile in stably stratified atmospheric surface layers
Notice bibliographique
Résumé
The mean velocity profile (MVP) in thermally stratified atmospheric surface layers (ASLs) deviates from the classic logarithmic form. A theoretical framework was recently proposed (Katul et al. Phys. Rev. Lett. , vol. 107, 2011, 268502) to link the MVP to the spectrum of turbulence and was found to successfully predict the MVP for unstable stratification. However, the theory failed to reproduce the MVP in stable conditions (Salesky et al. Phys. Fluids , vol. 25, 2013, 105101), especially when ${\it\zeta}>0.2$ (where ${\it\zeta}$ is the atmospheric stability parameter). In the present study, it is demonstrated that this shortcoming is due to the failure to identify the appropriate length scale that characterizes the size of momentum transporting eddies in the stable ASL. Beyond ${\it\zeta}\approx 0.2$ (near where the original theory fails), the Ozmidov length scale becomes smaller than the distance from the wall $z$ and hence is a more stringent constraint for characterizing the size of turbulent eddies. An expression is derived to connect the Ozmidov length scale to the normalized MVP ( ${\it\phi}_{m}$ ), allowing ${\it\phi}_{m}$ to be solved numerically. It is found that the revised theory produces a prediction of ${\it\phi}_{m}$ in good agreement with the widely used empirical Businger–Dyer relation and two experimental datasets in the stable ASL. The results here demonstrate that the behaviour of ${\it\phi}_{m}$ in the stable ASL is closely linked to the size of momentum transporting eddies, which can be characterized by the Ozmidov scale under mildly to moderately stable conditions ( $0.2<{\it\zeta}<1-2$ ).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».