Depth of the stable atmospheric boundary layer over a shallow uniform slope

• Autores: A.J. Maguire
• Localización: Física de la tierra, ISSN 0214-4557, Nº 19, 2007, págs. 11-20
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Altura de la capa límite atmosférica estable sobre una pendiente homogénea somera
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• Resumen
  • español

    Este trabajo está relacionado con la altura de una capa límite atmosférica establemente estratificada sobre una pendiente homogéna somera. Se aplica un determinado flujo de calor superficial. Se utiliza simulación numérica de grandes remolinos (LES) para comparar las alturas de capa límite pronosticadas por tres diferentes definiciones de altura de capa estable que habitualmente se utilizan: la altura a la cual el flujo de calor ha disminuido a un 5% de su valor superficial, la altura a la cual la razón de Zilitinkevich es un valor prescrito constante, y en tercer lugar la altura a la que la velocidad del viento alcanza su valor máximo. Estas... (Leer más) tres definiciones se basan en diferentes propiedades físicas. Se presentan los resultados tanto de las simulaciones unidimensionales (en el sentido de que las derivadas espaciales transversales son cero pero se incluyen las tres componentes de la velocidad) como de las tridimensionales. Los resultados fundamentales de este estudio señalan que en las simulaciones unidimensionales los vientos transversales a la pendiente podían afectar negativamente a las estadísticas de la capa superficial, dando lugar a la predicción de una capa límite demasiado somera. Este problema fue atenuado en las simulaciones tridimensionales. Esto sugiere que se necesitan simulaciones tridimensionales para capas límites estables sobre terreno en pendiente.

  • English

    This paper is concerned with the depth of the stably stratified atmospheric boundary layer overlying a shallow uniform slope. A specified surface heat flux is applied. Large eddy simulation modelling is used to compare the boundary layer depths predicted by three different definitions for the depth of the stable layer that are in common use: the height at which the heat flux has dropped to 5% of its surface value, the height at which the Zilitinkevich ratio is a prescribed constant value, and, thirdly, the height at which the wind speed reaches its maximum value. These three definitions are based on different physical properties. Results from... (Leer más) both one-dimensional (in the sense that span-wise spatial derivatives are all assumed to be zero but the three components of the velocity field are included) and fully threedimensional simulations are presented. Key findings from this study indicate that in the onedimensional simulations, cross-slope winds could adversely affect the surface layer statistics leading to the prediction of an overly shallow boundary layer. This problem was alleviated in the threedimensional simulations. This suggests that fully three-dimensional simulations are required for stable boundary layers over sloping terrain.