ИСТИНА

Исследование турбулентной структуры атмосферного пограничного слоя проведено на основе самолетных наблюдений, полученных во время измерительной кампании ACLOUD (Arctic CLoud Observations Using airborne measurements during polar Day) в июне 2017 года над морским льдом к северу от Шпицбергена. Измерения осуществлялись самолетами-лабораториями Polar 5 и Polar 6 Института им. Альфреда Вегенера (Бремерхафен, Германия). Для расчета турбулентных статистик и их вертикальных профилей внутри пограничного слоя использовались регистрируемые с частотой 100 Гц измерения трех компонент скорости ветра и температуры воздуха. Три компоненты скорости ветра рассчитывались по измерениям 5-канального приемника воздушных давлений, установленного на выносе на носу самолета. Там же был установлен малоинерционный датчик температуры воздуха — термометр сопротивления, использующий открытую платиновую нить. Для анализа выбрано несколько контрастных случаев, отличающихся скоростью ветра, величиной длинно- волнового радиационного выхолаживания на верхней границе облачности и высотой пограничного слоя. Показано, что при слабом и умеренном ветре длинноволновое выхолаживание на верхней границе облачности (и соответствующий положитель ный поток плавучести) является основным механизмом генерации турбулентности в пограничном слое. В этих случаях сильные нисходящие движения («перевернутая» конвекция) наблюдались в облачном слое и ниже его, что выражалось в отрицательных значениях коэффициента асимметрии вертикальной скорости. Турбулентный поток тепла, турбулентная кинетическая энергия (ТКЭ) и дисперсия вертикальной скорости имели ярко выраженный максимум внутри облачного слоя. При слабом ветре наблюдались различия между турбулентной структурой нижней части пограничного слоя и облачным слоем, что могло свидетельствовать о так называемом «декаплинге», т. е. слабой связи между этими частями пограничного слоя. Другая турбулентная структура пограничного слоя наблюдалась в случае, когда длинноволновое выхолаживание на верхней границе облачности нижнего яруса было слабым вследствие наличия облачности среднего яруса. В этом случае, ТКЭ достигала меньших значений, а генерация турбулентности происходила за счет сдвига ветра и положительного потока плавучести на поверхности льда. В случае с сильным ветром сдвиговая генерация турбулентности была сопоставима по величине с генерацией за счет длинноволнового выхолаживания на верхней границе облачности. Максимум ТКЭ в этом случае был расположен не в облачном слое, а вблизи поверхности мор- ского льда. Во всех рассмотренных случаях на верхней границе пограничного слоя наблюдался сильный скачок средней температуры воздуха до 5-7 К, а также сущест- венный сдвиг ветра. В этих условиях турбулентное вовлечение на верхней границе пограничного слоя привело бы к заметным потокам тепла и влаги, однако получить надежных оценок этих потоков не удалось вследствие недостаточного количества наблюдений. Работа выполнена за счет гранта РНФ No 18-77-10072.