книги из ГПНТБ / Процессы переноса в близи поверхности раздела океан - атмосфера

1968.

Новый метод анализа и расчета элементов ветровых волн. — Тр. ГОИН,

вып. 93, с. 5—58.

Р ж е п л и н с к и й Г. В.

1972.

Исследование режима ветрового волнения океанов и расчеты парамет­

ров волн. — Тр. ГОИН, вып. 111, с. 115—161.

Р и л ь Г.

1963.

Тропическая метеорология. М., Изд. иностр. лит. 365 с.

Р о л ль

(Roll Н. U.)

Deutsche Hydrogr.

Zs., Bd 5, S.

I ll —114.

1968.

Физика

атмосферных

процессов над морем. Л., Гидрометеоиздат. 398 с.

Р о т т a

(Rotta I. С.)

1966.

Recent developments in calculation methods for turbulent boundary layers

with

pressure gradients and heat transfer.— J. Appl. Mech. v. 33, No. 2,.

строение». 231 с.

С а т е р л е н д

(Sutherland A. J.)

1968. Growth of spectral components in a wind-generated wave train.—J. Fluid

Mech. v. 33, pt 3, p. 545—560.

С в е р д р у п , М а н к

основы прогноза. — В

кн.: Ос­

1951.

Ветер, волнение и зыбь. Теоретические

новы

предсказания

ветровых волн, зыби и

прибоя. М.,

Изд. иностр. лит.,.

с. 15—87.

С и б у л

(Sibul О.)

a laboratory wind-

1955. Water surface roughness and wind shear stress in

wave channel.— Beach Erosion Bd. Techn. Mem., No. 74.

Си б у л ,

Д ж о н с о н

(Sibul О. I.. Johnson

I. W.)

(J. Wa­

1956.

Laboratory study of wind tides in

shallow water.— Proc. ASCE

terways and Harbour Division), N. Y., p. 1—32.

С к у л и

(Schooly A. H.)

fields above wind-generated water

1963.

Simple tools for measuring wind

waves. — J. Geophys. Res., v. 68, No. 19, p. 5497—5504.

1967.

Temperature

differences near

the sea-air interface.— J. Marine Res., v. 25,.

No. 1, p. 60—68.

С м и р н о в а A. В.

1972.

Исследование ветрового волнения на примере Финского залива и Ла­

дожского озера. Автореф. дисс., ЛГУ. 20 с.

С м и т

(Smith S. D.)

1967.

Thrust-anemometer measurements of wind velocity spectra and Reynolds,

stress

over

a coastal inlet. ■— J. Marine

Res.,

v. 25,

No. 3,

p. 239—262.

С о н д е р с (Saunders P. M.)

p. 269—

1967.

The temperature at

the ocean-air interface. — J. Atm. Sci., v. 24,

273.

C oy

C.

1971. Гидродинамика многофазных систем. M., «Мир». 536 с.

С т ю а р т

(Stewart R. W.)

of

wind

over

water. — J.

Fluid. Mech.,

v.

10, pt 2,.

1961.

The

wave

drag

p. 189—202.

of

air-sea

interface. — Phys. Fluids,

v. 10, No. 9,

p. 47—55,

1967. Mechanics

' Ст юа рт , Б ё р л и н г (Stewart R. W., Burling R. W.)

1967.

The

air-sea interaction programme at the University of Britich Colum­

bia.— In:

Proc. First Canadien Conf. on Micrometeorology. Pt

1.

Toronto —

Ontario.

(Stanton T., Marshall D., Houghton

R.)

С т э н т о н , М а р ш а л , Х о т о н

1932. The

growth of waves on water due to the action

of wind.— Proc. Roy.

Soc., A, v. 137, p. 283—290.

С э в е д ж , М а й е р с (Savage D. W., Myers J. E.)

1963. The effect of artificial surface roughness on heat and momentum trans­

fer. — Am. Inst. Chem. Eng. J., v. 9, No. 5, p. 694—707.

Т а к а х а ш и

(Takahashi T.)

the sea. — Mem. Fac.-

1958.

Micrometeorological observations and studies over

Fish, Kagoshima Univ., v. 6, p. 1—46.

Т а к е д а

(Takeda A.)

waves. — J. Oceanogr. Soc. Japan,

v. 19,

No. 3,

1963. Wind profiles over sea

p. 136—142.

Т и м о ф е е в M. П.

1963. Метеорологический режим водоемов. Л.,

Гидрометеоиздат.

290

с.

Т и м о ф е е в М. П., М а л е в с к и й - М а л е в и ч С. П.

1967. Закономерности термического режима поверхностного слоя воды. —

Метеорология и гидрология, № 2, с. 57—65.

Т о б a

(Toba Y.)

1961. Drop

production by bursting of air bubbles

on the

sea surface. III. Study

by

use of

a wind flume.— J. Met. Soc. Japan,

v. 40, No. 1, p. 13—17.

1965. On the giant sea-salt particles in the atmosphere. II. Theory of the ver­

tical

distribution in 10-m layer over

the ocean. — Tellus,

v. 17, No. 3, p. 365—

382.

1966.

Sea-salt

particles: a factor in

the air-sea interaction.— Umi

to

Sora,

v. 41, No. 3—4.

(Toba Y., Kunishi H.)

T о б а, К у н и ш и

1970.

Breaking of wind waves and the sea surface wind

stress. — J. Oceanogr.

Soc. Japan, v. 26, No. 2, p. 71—80.

У и л с о н

(Wilson B. W.)

Уэ б б , Э к к е р т , Г о л д с т е й н (Webb R. L., Eckert E. K-,

Goldstein К. I.)

1971. Heat transfer and friction in tubes with repeated

rib-roughness. — Int.

rib-roughness. — Int. J. Heat and Mass Transfer,

v. 15, No. 1, p. 180—183.

У э й л е р ,

Б ё р л и н г (Weller H. S., Burling R. W.)

in the boundary layer over

1967.

Direct

measurements of stress and spectra

the sea. — J. Atm. Sci., v. 24, No. 6, p. 653—664.

Ф е д о р о в

К- H.

1972.

Поведение верхнего деятельного слоя океана под воздействием тропи­

ческих ураганов и тайфунов. — Океанология, т. 12, № 3, с. 3—11.

Фе л п с ,

П о н д

(Phelps G. Т., Pond S.)

1971. Spectra of temperature and humidity fluctuations and of the fluxes of

moisture

and

sensible heat in the marine boundary layer.— J. Atm. Sci., v. 28,

No. 6, p. 918—928.

Ф и л л и п с

О. М.

(Phillips О. М.)

ocean waves.— J.

Marine

Res.,,

1958.

On

some

properties

of

wind-generated

v. 16, p. 231—245.

turbulent shear

flow.— J.

Fluid

1967.

The maintenance of Reynolds stress in

Mech., v. 27, pt

1, p. 131—144.

1969. Динамика верхнего слоя океана. М., «Мир». 267 с.

Ф и л л и п с , К а ц

(Phillips О. М., Katz

Е. J.)

ветрового

волнения. — В

кн.:

1962.

Низкочастотные составляющие

спектра

Ветровые волны. М., Изд. иностр. лит., с. 238—252.

Ф и т ц д ж е р а л ь д (Fitzgerald

L. М.)

surface:

a wind tunnel

study. — Austr..

1963. Wind induced

stresses on water

J. Phys., v. 16, No. 4, pV475—489.

Deardorff

J. W.,

Badgley F. I.>

Фл и г л ,

Д и р д о р ф ,

Б е д ж л и (Fleagle R. G.,

1958. Vertical

distribution

of

wind

speed,

temperature

and

humidity

above

a water surface. — J. Marine, Res., v. 17, No. 2, p. 141—157.

Ф р е н с и с

(Francis J. R. D.)

of

free

water

surface.— Proc.

Roy.

Soc.

A,

1951.

The

aerodynamic drag

v. 206, p. 387—406.

surface. — Quart. J. Roy. Met. Soc., v. 80, No. 345,

1954. Wind stress on a water

p. 438—443.

(Hidy G. M., Plate

E. G.)

Ха й д и ,

П л е й т

Mech.,

1966.

Wind action on water standing in a laboratory channel. — J. Fluid

v. 26, pt 4, p. 651—688.

Х а м а д а ,

М и т с у я с и , Xa c e

(Hamada T., Mitsuyasi H., Hase N.)

1953.

Experimental

study

of

wind

effects on

water surface. — Transport Techn.

Res. Rept. Tokyo, v. 8, No. 18.

Х а н р а т т и

(Hanratty T. Y.)

a

solid

wall.— Phys. Fluids,

v. 10,

No. 9,

1967.

Study of turbulence close to

pt 2, p. 126—133.

X a p а м и

(Harami K.)

sea surface

under

clear

sky.—J.

1970.

On the temperature profile across the

Met. Res., v. 22, No. 5, p. 209—213.

Х а р р и с

(Harris

D. L.)

Atm. Sci.,

v. 23, No. 6,

p. 688—693.

1966.

The

wave-driven wind. — J.

Х а с с е

(Hasse L. O.)

1963. On the cooling of the sea surface by evaporation and heat exchange.—

Tellus, v. 15, p. 363—366.

vertical

transports

of

momentum

and

heat

1968.

On the determination of the

in the

atmospheric

boundary

layer

at

sea. — Hamburg. Geophys. Einzelschrii-

ten, Bd 11, Nr 70.

1971. The sea surface temperature deviation and the heat flow at the sea-air

interface.— Boundary layer Met., v. 1, p. 368—379.

Brocks

K-, Dunckel

M.,

Ха с с е , Б р о к е , Д у н к е л ь ,

Г о р н е р

(Hasse

L. О.,

Gorner

U.)

sea. — Beitr. Phys. Atm.

Bd

39,

Nr 2—1.

1966. Eddy flux measurements at

S. 254—257.

Х а я м и ,

Т о б а (Haiami S., Toba Y).

1968. Water temperature variations resulting

from hurricanes.— J. Geophys.

Res., v. 73, No. 16, p. 5105—5123.

Хикс , Д а й е р (Hicks

В. В., Dyer A. J.)

sea. — Quart. J. Roy. Met. Soc.,

1970. Measurements

of eddy fluxes over the

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а — абсолютная влажность,

г/см3

1

— функция Оуэна и Томсона

В — полный поток

тепла

через границу раздела, кал/(см2 • мин)

Во — отношение Боуэна

см2/с2

Ь — энергия турбулентности,

С — постоянная в

законах /2з

и —5/з; С=1,9

Cj— константа

закона свободной конвекции; ci=l,l

Си— коэффициент сопротивления

С 9 — коэффициент теплообмена

СЕ— коэффициент влагообмена

СD — коэффициент

аэродинамического сопротивления

сфериче­

ской капли

с — фазовая скорость, см/с

турбулентной

энергии

в те­

С] — константа

закона диссипации

ло; Ci = 0,046

воздуха

при

постоянном

давлении;

ср =

с„— теплоемкость

=0,24 кал/(г • °С)

диффузии

воздуха;

D =

D — коэффициент

молекулярной

Dij(bt)

= 0,24 см2/с

функция

— временная структурная

Dif — диффузионный приток турбулентной энергии, см2/с3

dF — дефицит влажности,

мб,

г/см3

Е — поток водяного пара,

г/(см2-с);

испарение, г/(см2-мин)

Ei — поток водяного пара

с поверхности капли, г/с

Еа — излучение атмосферы, кал/(см2 • мин)

Е0 — излучение поверхности,

кал/(см2 • мин)

£ эф — эффективное излучение,

кал/(см2 • мин)

е — упругость водяного пара, мб

в

расчете

на

1 см2

подсти­

£ сопр — сила сопротивления

формы

лающей поверхности, дин/см2

£ тр — сила касательного трения, дин/см2

/ — частота, Гц

энергии

на работу

против

архи­

G — затраты

турбулентной

медовых сил,

см2/с3

Иа — толщина

приводного слоя воздуха, см

hw — толщина

приповерхностного слоя воды, см

h &— толщина

поверхностной пленки воды, см

в а т о й п о в е р х н о с т ь ю ; т = 8 ,5

гп\ — к о н с т а н т а Ч а р н о к а ; пц = 0 , 0 3 5

N — к о н ц е н т р а ц и я к а п е л ь , 1 / с м 3

п —

к о л и ч е с т в о о б л а к о в , б а л л ы

(nxnz ) —

в е к т о р в н е ш н е й

н о р м а л и к п о в е р х н о с т и

Р —

т у р б у л е н т н ы й

п о т о к

т е п л а , к а л / ( с м 2 - с ) , к а л / ( с м 2 • м и н )

Pi — п о т о к т е п л а с п о л н о й п о в е р х н о с т и к а п л и , к а л / с

Р г м —

м о л е к у л я р н о е ч и с л о П р а н д т л я ; Р г м = 0 , 7 3

Р г т —

т у р б у л е н т н о е ч и с л о П р а н д т л я

р — а т м о с ф е р н о е д а в л е н и е ,

м б

qE — у д е л ь н а я в л а ж н о с т ь , г/ г

R i j ( h t ) — в р е м е н н а я к о р р е л я ц и о н н а я ф у н к ц и я

, R e — ч и с л о Р е й н о л ь д с а

R f — д и н а м и ч е с к о е ч и с л о Р и ч а р д с о н а

R i — ч и с л о Р и ч а р д с о н а

г — р а д и у с ( к а п л и , ц и л и н д р а ) , с м

rzl — zz —

д и ф ф у з и о н н о е

с о п р о т и в л е н и е с л о я ( г ь г 2) ,

с / с м

5 — п л о щ а д ь , с м 2

Sij(u>) —

ч а с т о т н ы й

с п е к т р

S ij (k , <р) — п р о с т р а н с т в е н н о - у г л о в о й с п е к т р

S c M — м о л е к у л я р н о е ч и с л о Ш м и д т а ; S c M= 0 , 6 2

S c T — т у р б у л е н т н о е ч и с л о Ш м и д т а

Т — а б с о л ю т н а я т е м п е р а т у р а , К

Тг — г е н е р а ц и я т у р б у л е н т н о й э н е р г и и , с м 2/ с 3

t —

в р е м я , с

Ы — а р г у м е н т

с т р у к т у р н о й и к о р р е л я ц и о н н о й

ф у н к ц и и , с

U, V, U7;

и, v,

w — к о м п о н е н т ы с к о р о с т и п о

о с я м х, у, z

WE —

э н е р г и я п о в е р х н о с т н ы х в о л н в р а с ч е т е н а е д и н и ц у п о ­

X —

в е р х н о с т и , э р г / с м 2

р а з г о н , с м

Предисловие редактора

3

Ч а с т ь

I

ДИНАМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТМОСФЕРЫ

И ГИДРОСФЕРЫ

Г л а в а

1.

Структура

ветра в

приводном

слое

атмосферы......................

5

1.1.

М ет о д ы

м о р ск и х м етео р о л о ги ч еск и х

н а б л ю д е н и й .............................................

8

1.2.

О со б ен н о ст и

стр о ен и я

п р и в о д н о го

сл оя

а т м о с ф е р ы ............................................

1 0

1.3.

В ер ти к ал ь н ая ст р у к т у р а

в о зд у ш н о г о

п оток а

н а д м о р е м

..................................

22

1.4.

С в ед ен и я

о

ф о р м е п р оф и л я

в етр а

в

п р и в о д н о м

с л о е ................................

3&

1.5.

О ц ен к а к ом п о н ен то в

б а л а н с а

эн ер ги и

т у р б у л ен т н о с т и

в п р и в од н ом

с л о е

а т м о сф ер ы по эк сп ер и м ен тал ь н ы м

д а н н ы м

..................................................

4 7

Г л а в а

2.

Коэффициент

сопротивления

водной

поверхности

.....................

5 3

2 .1 .

Э к сп ер и м ен тал ь н ы е

д а н н ы е

о к о эф ф и ц и ен те

со п р о ти в л ен и я

в о дн о й

п о в е р х н о с т и .................................................................................................................................................

5 5

2.2 .

П о в е д е н и е

за в и си м о ст и

С и (пю )

при

р азл и ч н ы х

р е ж и м а х

обтек а н и я

в о д н о й п о в ер х н о ст и

61

2.3.

З а в и си м о ст ь

к о эф ф и ц и ен та

со п р оти в л ен и я

от

х а р а к тер и ст и к

в о л н е ­

ния

.....................................................................................................................................................................

6 3

Г л а в а

3.

Теоретический

расчет

сопротивления

морской

поверхности

66

3 . 1 . П р и п о в е р х н о с т н ы й с л о ........................................................................й у г л а д к о й с т е н к и

3 . 2 . О б т е к а н и е д в и ж у щ и х с ........................я н е р о в н о с т е й т у р б у л е н т н ы м п о т о к о м

3 . 3 . С т а т и с т и ч е с к и е с в о й с т ............................................................в а м о р с к о й п о в е р х н о с т и

9 4

3 . 4 . И з м е н е н и е с р е д н и х х а р а к т е р и с т и к

м о р с к о й

п о в е р х н о с т и

в з а в и с и ­

99

м о с т и о т р а з г о н а и в ..................................................................р е м е н и д е й с т в и я в е т р а

3 . 5 . К о э ф ф и ц и е н т а э р о д и н а м и ч е с к о г о с о п р о т и в л е н и я и к р у т и з н а п о в е р х ­

105

н о с т н ы х

в о

д ............................................................

. ...........................................................................................

V

3 .6 . С в я з ь к о э ф ф и ц и е н т а с о п р о т и в л е н и я м о р с к о й п о в е р х н о с т и с о с к о р о с т ь ю

111

и в р е м е н е м

д е й с т в и я ..................................................................................................................

Г л а в а

4.

Особенности

динамического

взаимодействия

при

больших

115

скоростях

ветра ......................................................................................

4 . 1 . О с о б е н н о с т и п е р е н о с а .................................к о л и ч е с т в а д в и ж е н и я п р и ш т о р м е

—

4 . 2 . Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е о с т р о е н и и п р и п о в е р х н о с т н ы х с л о е в в о з ­

д у х а и в о д ы п р и ш т о ......................................................................................................................р м е

1 1 8

4 . 3 . М е х а н и з м д в и ж е н и я ...................................................................................к а п е л ь и п у з ы р е й

1 2 5

4 . 4 . Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т о в ........................................................................................................................................

1 3 1