Giáo trình ĐỐI LƯU KHÍ QUYỂN - Phần 3

CHƯƠNG 2. THAM SỐ HÓA ĐỐI LƯU MÂY TÍCH 2.1. Ảnh hưởng của máy tính đến các quá trình quy mô lớn Mỗi đặc trưng của các quá trình quy mô lớn ở một điểm có thể xem là tổng của giá trị trung bình theo diện tích mà tâm của nó là điểm ta xét và độ lệch của nó khỏi giá trị trung bình này. Đối với bất kỳ đại lượng X nào đều thỏa mãn công thức: X = X + X với: (2.1) X= 1 ∫ x dA AA (2.2) Diện tích A phải đủ lớn để chứa được quần thể mây tích và nó...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình ĐỐI LƯU KHÍ QUYỂN - Phần 3 CHƯƠNG 2. THAM SỐ HÓA ĐỐI LƯU MÂY TÍCH 2.1. Ảnh hưởng của máy tính đến các quá trình quy mô lớn Mỗi đặc trưng của các quá trình quy mô lớn ở một điểm có thể xem là tổng của giá trị trung bình theo diện tích mà tâm của nó là điểm ta xét và độ lệch của nó khỏi giá trị trung bình này. Đối với bất kỳ đại lượng X nào đều thỏa mãn công thức: X = X + X (2.1) với: 1 X= ∫ x dA (2.2) AA Diện tích A phải đủ lớn để chứa được quần thể mây tích và nó lại phải đủ nhỏ để chỉ là một phần của nhiễu động quy mô lớn. Phương trình nhập nhiệt và ẩm trong hệ tọa độ (x, y, p, t) có dạng: (c − e ) ∂ ∂s ∂s ω + ∇. s v + − QR + L C * + L − (2.3) ∂τ ∂p Sω ∂p ∂q ∂q ω ∂ − C * − (c − e ) − + ∇. q v + qω (2.4) ∂τ ∂p ∂p Ở đây QR là nguồn nhập nhiệt bức xạ trung bình. C * là tốc độ ngưng kết hơi nước do các chuyển động quy mô lớn gây ra. C là tốc độ ngưng kết hơi nước do đối lưu, e là tốc độ bay hơi các hạt mây, q là độ ẩm riêng. S = CqT + gz (2.5) là năng lượng tính của không khí khô. Đối với không khí ẩm thì ta sử dụng năng lưỡng tính và không khí ẩm h = S = Lq (2.6) Ở đây L là nhiệt hóa hơi của nước. Giả sử các độ lậch S’, q’, h’, ω‘ đều do đối lưu gây ra khi đó các thông lượng đối lưu của năng lưỡng tính khô, năng lưỡng tính ẩm và độ ẩm được xác định. − Sω = - S ω - S ω − hω = - h ω - h ω − q ω = - q ω - q ω (2.7) Ta xét một đơn vị diện tích của mặt đẳng áp. Gọi phần diện tích của bề mặt bị đám mây i chiếm giữ là σi, của tất cả các đám mây là σ, ta có: 58 σ = ∑ σi (2.8) i Theo định nghĩa về trung bình theo diện tích ta có: Sω = (1 - σ ) S ω + ∑ σ i Si ωi ~~ (2.9) i S = (1 - σ ) S + ∑ σi Si ~ i ( ) ~ ~ S = S + ∑ Si - S σ i (2.10) i ~ Ở đây Si và S là năng lưỡng tính của không khí khô trong đám mây i và của môi trường quanh mây, ký hiệu gạch bên trên là trung bình theo diện tích. Theo (2.10) đối với tương tự tốc độ thẳng đứng ta cũng có: ω = ω + ∑ (ωi − ω) σi ~ ~ (2.11) i thay (2.9), (2.10) và (2.7) ta được ( ) ( ) ~~ ~ − Sω = - ∑ σi ωi Si − S + ω ∑ σ i Si − S i i ( ) + ∑ σi Si − S . ∑ σi (ωi − ω) ~ ~ (2.12) i i Theo số liệu quan trắc thì phần trời bao phủ mây chỉ chiếm khoảng 2%, như vậy ta có σ2 ~ Thay (2.13), (2.14) vào phương trình (2.4), cho S = S và ~ = q bỏ các dấu trung bình đi ta nhận q được các phương trình dự báo các đại lượng trung bình quy mô lớn S và h có tính đến ảnh hưởng của đối lưu máy tính. ∂s ∂sω ∂ = Q R + LC* − L (c − e ) + ∑ m i (si − s ) + ∇.sv + (2.15) ∂τ ∂p ∂p i ∂q ∂qω ∂ = C* − (c − e ) + ∑ m i (q i − q ) + ∇.qv + (2.16) ∂τ ∂p ∂p i Ở đây giả thiết ∇ . sv = ∇ . s v ∇ . qv = ∇ . q v (2.17) Tương tự các phương trình chuyển động theo trục ox và oy khi tính ảnh hưởng củ ...