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미기상학54

경계층 바람 구조 (3) - 경계층 유형 경계층 유형 (Boundary layer types) 앞에서 서술한 이론적 설명은 부력이 작용하지 않는 중립 경계층의 경우에 해당한다. 대기가 불안정하다면, 연직 운동의 확장 때문에 난류의 연직 발달은 강화된다. 반면에 안정한 상태에서의 난류의 연직 발달은 약화된다. 에디(소용돌이 Vortex)들은 중립 경계층에서 w' = u'로 회전한다. 불안정한 경계층에서의 역학적 난류는 여전히 지표 부근에서는 지배적이나, 고도가 증가함에 따라 부력의 영향에 의해 w' > u'의상태가 되기 때문에, 에디는 연직으로 뻗어 나간다. 그러므로 위로부터의 운동량 플럭스는 강화되고, 저층에서의 바람은 강해진다. 그림 9. 안정도에 따른 에디 형태와 바람과 온위의 프로파일 안정한 경계층일 경우, 지표 부근에서는 역학적 난류가 .. 2021. 12. 15.
경계층 바람 구조 (2) - 거칠기 길이 거칠기 길이 (Roughness length) 식 (4) 를 다시 쓰면, (7) 식 (3)과 합치면, (8) 식 (1)의 상수 A는 아래와 같이 정의된다. (9) 따라서, 식(2)는 아래와 같이 쓸수 있다. (10) z = 0 이면, ln 0 = -∞이기 애문에 u = - 무한 이 되므로 비현실적인 조건. 따라서, 식 (10)은 거칠기 길이 (z0)라 불리는 최소 고도에서만 의미가 있다. 적분상수 B를 결 정하기 위해서, 식(10)에서 u(z0)=0, 즉 z0에서 풍속은 0이라는 조건을 붙인다. (11) 따라서, B는 아래와 같이 정의된다. (12) 식 (12)를 식 (10)에 대입하면, (13) 결과적으로 아래 식이 된다 (14) 따라서, 마찰속도와 거칠기 길이 식에 의해 경계층의 어떤 고도에서도 바람.. 2021. 12. 15.
경계층 바람 구조 (1) - 혼합길이, 마찰속도 자료 출처: 기상청 2021. 12. 14.
미기상학 - 대기 경계층의 정의 경계층의 정의 경계층은 지면의 영향에 가장 민감하게 반응하는 대기층 인간을 포함하는 동식물이 생존하는 매우 중요한 영역 대부분의 자연현상이 이곳에서 발생 경계층의 높이는 지표로부터 약 100m~1km 정도 지표면의 열과 수분은 경계층으로 공급되고, 이것은 궁극적으로 기상 시스템의 에너지원이 되는 것과 동시에 공기의 운동에 표면 마찰력이 영향을 미치는데, 이러한 영향은 운동량을 감소시킨다. 경계층의 상태와 구조는 습도,온도, 바람의 변화에 의존. 시간(1-hr) 또는 그 보다 더 작은 시간 규모(time-scale)에서, 지표 강제력에 반응 일(1-day) 또는 그보다 더 긴 시간 규모에서, 대류권 전체는 지표로부터의 열과 수분에 영향을 받는다. 경계층 기상학에서 수평 풍속 와 연직 풍속 는 매우 중요한 .. 2021. 12. 14.
유체역학 용어정리 - 응력,전단응력,레이놀즈응력,점성응력 전단(Shear) 전단 (자르다, 큰 가위, shear) = 층밀림. 물체의 어떤 단면에 평행으로 서로 반대방향인 한 쌍의 힘을 작용시키면 물체가 그 면을 따라 미끄러져서 절단되는 것을 전단 (또는 층밀리기)라고 한다. 쉽게 말해 가위로 종이를 자를 때, 가위가 종이에 작용하는 힘. 전단력에 의해서 물체 내부의 단면에 생기는 내력(內力)을 전단응력(剪斷應力) 이라고 하며, 단위면적당 힘으로 표시된다. 전단변형(Shear Strain) 층밀림 변형: 원래 직각이었던 육면체 요소가 변형되어, 내부 각도의 변화 초래 응력(stress) 물체에 외력이 작용할 때, 그 힘에 저항하여 물체의 형태를 유지하려는 내력. 하중(荷重)의 종류에 따라, 전단응력(剪斷應力), 인장응력(장력), 압축응력으로 분류. 전단응력: .. 2021. 12. 14.
유체역학 기본 개념 “When I meet God, I am going to ask him two questions: why relativity and why turbulence? I really believe that he will have and answer for the first.” - 양자역학의 아버지 베르너 하이젠베르크 (Werner Heisenberg) 그 만큼 난류해석이 어렵고 무질서 하다는 의미. 주변에서 가장 흔히 볼 수 있는 난류의 예 담배연기 - 층류에서 어느 순간 갑자기 난류로 바뀜 (사실 유체역학적 정의로서 담배연기 흐름은 난류가 아님.) 일상생활의 대부분은 난류 > 85% 정도? 유체역학 관련 용어 정리 용어정리 - 유체역학 유체역학 정지 또는 운동상태의 유체의 거동 (behavior of flu.. 2021. 12. 14.
TKE 유도 - 부시네스크 방정식 부터 https://aeir.tistory.com/entry/%ED%85%90%EC%84%9C-%EC%9A%94%EC%95%BD-%ED%91%9C%EA%B8%B0%EB%B2%95-summation-notation 2021. 12. 14.
난류 - 통계수학적 표현 평균의 여러가지 형태 ① 시간 평균(time average) : instantaneous variable : sampling time 안정한 평균을 얻고 흐름에 기여하는 큰 에디의 효과를 포함시킬 만큼 충분히 길어야 함 반면 흐름내에 나타나는 경향을 희석할 정도로 너무 길어서는 안됨 고정된 측기로부터 관측된 자료분석에 주로 사용됨 미기상학적 관측에서 주로 사용되는 최적의 평균 시간 10^3~10^4초이다. ② 공간 평균(spatial average) 비행기, 레이더 및 소다관측 분석에 사용됨 ③ 앙상블 평균 (Ensemble average) 동일한 조건으로부터 반복적으로 수행된 실험의 결과들에 대한 산술 평균 이론에서는 항상 사용되지만 실제에서는 거의 사용되지 않음 시간 평균=공간 평균=앙상블 평균 조건.. 2021. 12. 14.
미기상학 - 처음 배우는 미기상학 관련 교재들 1.Introduction to micrometeorology, Arya, 시그마프레스 2.An Introduction to Boundary Layer Meteorology. By Roland B. Stull, 1988. 3.Micrometeorology. Springer, Thomas Foken 4.미기상학, 한영호 역, 지구문화사 기후변화와 미기상학과의 관계 플럭스 단위시간당 단위면적당 유량 오염물 배출량 (g/m2/s) 미기상학이란? 대기 경계층 내에서 발생하는 현상에 대해서만 한정지음. 모멘텀, 열, 질량의 교환 -대기와 지표면 상호작용 미규모 대기 경계층은 대기 전체로 볼때 매우 작은 부분이지만, 인간 생활과 생태계에 매우 중요한 물리/화학적 과정을 포함. 난류의 생성과 역.. 2018. 12. 20.
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