孙鉴泞
- 作品数：69 被引量：246H指数：9
- 供职机构：南京大学大气科学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程理学动力工程及工程热物理更多>>
- 对流边界层夹卷通量参数化的室内模拟研究被引量：2
- 2006年
- 大气对流边界层室内模拟是大气边界层研究的一种常用手段。利用室内对流水槽(150cm×150cm×60cm)模拟了大气对流边界层,以实验获取的平均温度廓线数据和光斑图像为基础对夹卷通量进行了参数化研究。通过分析由光斑图像得到的折射率结构常数廓线获取边界层的结构,然后通过平均温度廓线计算下垫面和混合层顶的热通量。从而计算夹卷通量参数化结果,并以此对理想模型下的边界层发展进行了计算,其结果与水槽模拟的情况较一致。
- 罗涛袁仁民孙鉴泞
- 关键词：对流边界层
- 模拟的对流边界层大气闪烁频谱特性研究被引量：3
- 2009年
- 边界层是地面与自由大气的过渡带,对人类活动有重要影响。由于边界层上部位置较高,进行精细结构观测很难。在室内对流水槽(150 cm×150 cm×60 cm)中模拟了大气对流边界层的发生发展。将准直光通过模拟对流边界层得到光斑图像数据,对光斑图像数据进行频谱分析。根据光在湍流介质中的传输理论确定无标度区间得到边界层各高度处的标度指数。研究表明,均匀下垫面标度指数在混合层基本在-8/3左右,接近各向同性湍流的理论值。而夹卷层的标度指数,实验初期严重偏离理论值,但在实验后期,由于对流剧烈也逐渐接近-8/3,此时夹卷层也趋于混合均匀。夹卷层平均标度指数与对流Richardson数存在一定的关系。标度指数廓线随高度的变化特点与同时刻的热通量廓线和归一化光强方差廓线有比较一致的对应关系。
- 卢超罗涛吴徐平孙鉴泞袁仁民
- 关键词：大气光学光学湍流
- 近地层组合法确定湍流通量精度的研究被引量：1
- 1997年
- 近地层组合法的实质是将廓线法和地面能量平衡方程联立而计算湍流参数和通量的一种方法。本文利用实测的脉动场和平均场的同步梯度资料研究组合法的精确性及其应用价值。
- 苗曼倩孙鉴泞周幂
- 关键词：湍流通量涡动相关法近地层气流
- 对流边界层水平温度场特征的水槽模拟研究
- 2010年
- 利用对流水槽模拟分析了均匀下垫面自由对流边界层的水平温度场结构特征.根据几何相似、运动相似和动力相似等要求设置初始条件和边界条件实施模拟.对流水槽的尺度为1.5 m×1.5 m×0.6 m,先加入具有一定温度层结的去离子水,然后底部加热形成对流,模拟对流边界层的发生和发展.利用快速响应的温度传感器测量温度廓线和不同高度上的温度起伏;利用准直光闪烁原理获得光学湍流场.根据温度廓线和光学湍流场的结果得到对流边界层厚度和稳定度等参数.根据不同高度的水平脉动温度,利用AR谱方法分析水平温度谱峰值频率所对应的尺度,该尺度对应于对流边界层的准二维对流热泡的水平尺度.统计分析结果表明,自由对流边界层大涡的水平尺度在边界层的下部随高度的增加而增加,约在0.65倍边界层厚度处达到最大,然后随高度的增加又逐渐减小.物理模拟与数值模拟和野外观测结果符合一致.根据对流热泡的这种特征,提出了一个自由对流边界层的热泡模型.
- 袁仁民吴徐平罗涛卢超安平孙鉴泞刘辉志
- 关键词：对流边界层物理模拟
- 城市非均匀性对城市地表能量平衡和风温特性的影响被引量：3
- 2014年
- 为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响,根据南京市landsat卫星资料的建筑密度分布特征,将南京市不同区域的城市分成:商业型城市、高密度城市、低密度城市.利用天气预报模式(WRF)模式针对南京地区非均匀城市类型分布进行了1年的高分辨率模拟,研究了城市非均匀性对城市地表能量平衡和城市热岛等气象特征的影响.研究结果表明:城市地表能量平衡和城市热岛等气象特征对城市非均匀性比较敏感,城市非均匀性导致平均城市感热、净辐射、热岛强度、城市郊区风速差减弱,而潜热增加.考虑城市的非均匀性之后,地表能量平衡各项以及温度、湿度、风场在城市区域的分布更加复杂,空间分布的方差和极值明显增加.如非均匀城市使平均感热、热岛强度和城市风速衰减分别下降了9.3 W·m-2、0.18℃和0.14m·s-1,潜热增加11.2 W·m-2;但非均匀城市使热岛强度、风速衰减、净辐射的最大值增加了0.28℃、0.28m·s-1和5.7·m-2.城市对于风速的衰减,会导致低空急流带的强度变小、厚度变薄.
- 宋玉强刘红年王学远张宁孙鉴泞
- 关键词：城市热岛
- 城市粗糙子层湍流能谱特征分析被引量：5
- 2014年
- 对南京市委党校两个不同高度层湍流速度谱特性分析表明:(1)近中性情况下,两层湍流动能密度均大于平坦草地上结果,并且低层湍流动能密度大于高层,高层的湍流比低层的湍流更接近局地各向同性,说明城市粗糙子层的湍流生成率要高于草地上的结果,并且越靠近冠层顶部,湍流的生成率越高,湍流越偏离局地各向同性.两层都有约20%的能谱出现了谱隙,湍流次尺度的平均量级与粗糙元的平均尺度比较接近,城市粗糙子层中粗糙元效应比较明显.(2)两层湍流动能耗散率随稳定度变化,中性情况下,粗糙子层中两层湍流动能耗散率均大于平坦草原上的结果,并且低层的值要高于高层;不稳定情况下,粗糙子层中湍流动能耗散率随不稳定度增加的增长率要高于草地上结果,稳定情况下,两者相差不大.
- 王国羽孙鉴泞
- 关键词：谱隙
- 对流边界层顶部光学湍流的室内模拟研究被引量：7
- 2006年
- 对流边界层顶部夹卷层是边界层和自由大气之间的过渡带，夹卷层的湍流结构是其主要特征之一。由于夹卷层的位置较高，进行精细结构观测很难，对此认识较少。利用尺寸为150cm×150cm×60cm室内对流水槽模拟了大气对流边界层的发生和发展。将准直光通过模拟对流边界层，根据光在湍流介质中的传输理论得到混合层顶部夹卷层的温度结构常数的特点，在夹卷层内，归一化的温度结构常数满足相同的规律；在高度0．8zi处，温度结构常数最小，随着高度增加，温度结构常数增大，置处达最大，然后又随着高度减逐渐小，在高度1．2zi处湍流消失。在边界层顶部zi处，归一化的温度结构常数处于一定的变化范围，归一化温度结构常数处于0．08～0．3之间，这可能与夹卷层的大尺度结构有关。
- 袁仁民罗涛孙鉴泞
- 关键词：大气光学光学湍流大尺度结构
- 模拟的对流边界层大气光学湍流的尺度分析
- 边界层作为地面与自由大气的过渡带对人类活动影响很大。边界层湍流结构尤其是夹卷层的湍流特征,是边界层研究的一个重要方面,这对于加深对边界层的认识以及研究边界层参数化具有十分重要的意义。在边界层的研究中,人们多数是通过外场观...
- 卢超袁仁民罗涛吴徐平孙鉴泞
- 关键词：大气光学峰值波长功率谱分析非均匀下垫面
- 文献传递
- 高风速相干结构对通量输送影响的实验研究被引量：5
- 2012年
- 切变湍流的相干结构是湍流研究中的重大发现,它表明湍流运动并非完全随机,其中具有可检测的有序结构。本文通过处理南京浦口地区大气边界层观测数据,来分析不稳定层结中高风速相干结构特征。本次观测项目包括对场地中央的气象铁塔上2m和40m高度上超声风速仪的脉动速度、温度测量以及风廓线雷达对边界层风速廓线的测量。对超声水平风速时间序列数据进行小波变换(时间尺度400s),通过阈值来识别这种高风速相干结构。与多普勒风廓线雷达测量结果对比后发现,这种方法确定的相干结构符合常规的认识,具有较长的时间尺度和较大的垂直尺度(接近边界层厚度)。分析三天相干结构特性得到无量纲空间间隔约为6,即每隔6个边界层厚度的水平位置出现一个高速相干结构。通过与垂直风速小波系数的比较,发现高风速相干结构与向下垂直风速之间有较好相关,这与湍流中"阵风"现象的研究结论相似。使用四象限分析方法分类得到两种动量通量输送为负的运动:较小水平风速的上扬(ejection)运动(简称为上扬运动)和较大水平风速的下扫(sweep)运动(简称为下扫运动),这两种运动在整个湍流活动中处于主导地位。高风速相干结构通过促进下扫运动和抑制上扬运动来影响动量通量的输送。
- 郭云谦袁仁民罗涛孙鉴泞蒋维楣
- 关键词：小波变换动量通量感热通量
- 对流水槽温度场和速度场的测量被引量：9
- 2003年
- 根据室内模拟大气边界层的需要,开发了适合于水中温度场和速度场测量的快速响应设备。采用铂电阻传感器多探头测量温度场,速度场采用片光源流动显示及PTV数据处理技术。温度和速度测量设备响应快,分辨率高,为室内模拟研究提供了可靠的实验手段。文中分析了温度和速度测量的系统误差和偶然误差,并提出了速度测量改进方法。
- 袁仁民曾宗泳孙鉴泞
- 关键词：温度场速度场铂电阻传感器偶然误差大气边界层
