刘佳鑫,云龙,邵士勇,程雪玲,宋小全,5∗

(1 中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院,山东 青岛 266100;

2 深圳市环境监测中心站,广东 深圳 518049;3 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031;4 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京 100029;5 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛 266237)

0 引言

受到热力和动力因素作用,当雷诺系数超过临界值时,大气的分层不再稳定,表现出如漩涡式紊乱、不规则的运动形式,这被称为湍流[1]。湍流影响着包括空气质量、风能、航空和数值天气预报等在内的许多领域。由湍流引起的下垫面与大气之间动量、热量和物质交换的垂直输送直接影响着人们生活和生产活动,在大气运动和天气演变中起着至关重要的作用[2]。因此研究湍流相关特性及其时空分布特征具有重要的意义。

安装于气象梯度塔上的风杯式风速计是观测风速湍流的传统仪器,但其受到梯度塔塔高的限制,并存在风速传感器启动速度等问题。超声风速仪比风杯式风速计更精确地测量湍流,能够以较高的采样频率记录三维风速信息,但只能做到定点观测,并受周围环境影响,导致风速和湍流的测量不准确。针对这些问题,声雷达和激光雷达等遥感设备被应用于风湍流的研究。近年来,大气湍流参数及其垂直廓线的测量方法及设备不断发展完善,有微波雷达、声雷达、激光雷达测量和探空式测量等[3−6]。……