云南大学与南京大学合作：大涡模拟研究揭示对流边界层特性

本文是一篇发表于1999年的自然科学论文，主要研究了对流边界层的大涡模拟。对流边界层是大气边界层中的关键部分，其强烈的扩散和输送作用对于热量、水汽和污染物的传输至关重要。作者吴涧和蒋维相合作，构建了一个针对均匀平坦地面且包含水汽的大涡模式，这个模式考虑了一阶闭合，并特别修正了浮力和固壁的影响。 该模式的核心在于采用了一种次网格闭合方案，使得模型能够处理大规模湍涡，这种方法接近直接模拟，能够在高分辨率下进行，提供了丰富的信息，包括现实中难以获取的数据。大涡模拟技术在大气科学中的应用始于工程槽道流动，随后扩展到大气边界层湍流，但在中国，特别是在考虑水汽的大气边界层大涡模拟方面，当时的进展尚处于初级阶段。 文章的创新之处在于建立了一个适合微机运行的模式，这使得对流边界层的大涡模拟成为可能，作者们借此进行了初步的模拟工作，探讨了由热扰动引发的对流边界层结构变化以及对地表热状况的影响。结果显示，该模式有效地捕捉了对流边界层的主要特征。 通过模拟分析，研究者得出结论，他们的模型对于理解对流边界层的动态行为以及解决与之相关的实际环境问题，如大气污染扩散、沙漠化和干旱半干旱地区土地利用等，具有重要的理论和实践价值。此工作的成功表明，大涡模拟作为一种强大的工具，正在逐步被引入和应用到中国的大气科学研究中。 本文的贡献在于提供了一个包含水汽、适用于微机的大涡模式，为深入理解和模拟对流边界层的行为开辟了新的途径，同时也展示了大涡模拟技术在中国气象学研究中的潜在应用前景。