skanuj0051 4

Przepływ energii 129

Przepływ energii 129

(7.34.)

_Ri=g 98 / dz

T [9u/3z]'

Jeśli znane są wartości temperatury i prędkości wiatru tylko na dwóch poziomach, to wtedy liczba Richardsona wyraża się wzorem:

Ri

(7.35.)

g (e, -8))-(z₂ -z,)

T (u, - u, )²

W warstwie od 1 do 2 m nad gruntem można zastąpić temperaturę potencjalną 9 przez temperaturę rzeczywistą T. W stanie równowagi chwiejnej wartość liczby Richardsona jest mniejsza od zera. a w stanic równowagi stałej Ri jest większe od zera. Uwzględniając wpływ równowagi termodynamicznej atmosfery' na pionowy gradient prędkości wiatru możemy wzór na gradient prędkości (4.8.) napisać:

3u

dz

—-•©

kz

M

(7.36.)

lub:

: l.ii.)

du _    u..

dz k(z - d)

a równania 7.27. i 7.28. przyjmą postać:

, ,, Pa^p .i .    du de    i    ,

Lt =--—k '(z-d) • — ■ — ■(.<5v^m)    (7.38.)

y    dz dz

y    "jrri

S = -p_a -c₀ 'k² - (z-d)² — • — •(<&_H0_Mr¹    (7.39.)

ctz dz

gdzie: ©m, ©_v, ©_u są funkcjami stabilności atmosfery odpowiednio dla pędu. pary wodnej i ciepła.

W ostatnich dwudziestu latach opracowano wiele empirycznych równań funkcji stabilności. Najczęściej stosowane są następujące: gdy Ri>0 stan równowagi stałej

©_H = ©_v = 0>_M - (1-5’Ri)'¹    (7.40.)

gdy Ri<0 stan równowagi chwiejnej

= <&v =®ii - (1-16-Ri)'⁰'⁵    (7.41.)

Zakładając, zgodnie z teorią podobieństwa, zgodność ©_H i <t>_v można sformułować jedną funkcję wpływu stanu równowagi termodynamicznej atmosfery' na pionową wymianę masy i energii:

F = (<J>v_;h^m)''

i korzystając z równań 7.40. i 7.41. otrzymuje się: