Динамика атмосферы. Аргучинцев В.К. - 69 стр.

отрицательные отклонения температуры T i" . Следовательно, вторая сумма в скобках правой части
соотношения (2.8.3) является существенно положительной величиной. Разделим эту сумму на ко-
эффициент турбулентности K z . Для получившегося частного, имеющего размерность темпера-
турного градиента, введем обозначения

                                    1 N
                                      ∑ T "i w'i S i
                                    S i =1               = γ' = γa − γ p ,              (2.8.6)
                                  1 N
                                    ∑ ( z − zi )wi′S i
                                  S i =1

откуда

                                    1 N
                                      ∑ T "i w'i S i = Kz (γ a − γ p ) .
                                    S i =1
                                                                                        (2.8.7)


         Заменяя члены, стоящие в скобках правой части соотношения (2.8.3) согласно равенств
(2.8.5) и (2.8.7), находим выражение для вертикального турбулентного потока

                                                     ∂T           
                                     QT = −cp ρK z     +γp       .
                                                                                       (2.8.8)
                                                     ∂z           

         Величина γ p называется равновесным градиентом температуры. Формула (2.8.8) показыва-

ет, что в тех случаях, когда вертикальный градиент температуры равен равновесному, вертикаль-
ный турбулентный поток тепла равен нулю. Так как левая часть выражения (2.8.6) положительная,
то равновесный градиент температуры меньше адиабатического градиента.
         Значение равновесного градиента температуры было определено в 1946 году М.И. Будыко
и М.И. Юдиным, разработавшими специальные способы расчета γ p по опытным данным о рас-

пределении температуры с высотой при малых значениях турбулентного потока тепла. Найденное
таким путем значение γ p оказалось равным 6 град/км с возможной ошибкой ±1 град/км.

         Таким образом, равновесный градиент температуры в пределах точности наблюдений сов-
падает со средним вертикальным градиентом температуры в свободной атмосфере.

             2.9. Основы теории подобия и упрощение уравнений
                                динамики атмосферы

         Различные виды атмосферных движений отличаются друг от друга масштабами протяжен-
ности в пространстве и длительностью во времени. При этом отдельные члены в общих уравнени-


                                                         69