大气的湍流运动是怎么解释?

大气湍流是大气中的一种重要运动形式,它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强,远大于分子运动的交换强度.大气湍流的存在同时对光波、声波和电磁波在大气中的传播产生一定的干扰作用.

流体的运动主要分为层流和湍流,层流属于规则运动,湍流则属于不规则运动.大气湍流是大气中一种不规则的随机运动,湍流每一点上的压强、速度、温度等物理特性等随机涨落.大气湍流 大气湍流

最常发生的3个区域是：大气底层的边界层内,对流云的云体内部,大气对流层上部的西风急流区内.大气湍流的发生需具备一定的动力学和热力学条件：其动力学条件是空气层中具有明显的风速切变；热力学条件是空气层必须具有一定的不稳定性,其中最有利的条件是上层空气温度低于下层的对流条件.大气湍流运动是由各种尺度的旋涡连续分布叠加而成,旋涡尺度大的可达数百米,最小尺度约为1毫米.即使最小的旋涡尺度也比分子大得多,因此湍流运动与分子的无规则运动很有大区别.大气湍流运动中伴随着能量、动量、物质的传递和交换,传递速度远远大于层流,因此湍流中的扩散、剪切应力和能量传递也大得多.所以,大气湍流对飞行器的飞行性能、结构载荷、飞行安全的影响很大.飞机在大气湍流中飞行时会产生颠簸,影响乘员的舒适程度,还会造成飞机的疲劳损伤.因湍流引发的飞行事故时有发生,但通过现代技术可以有效避开强湍流或尽量降低危害程度.飞行人员应积极利用气象预报等资料,避开湍流航线；旅客要养成全程系好安全带的习惯.在大气运动过程中,在其平均风速和风向上叠加的各种尺度的无规则涨落.这种现象同时在温度、湿度以及其他要素上表现出来.

大气湍流是大气中的一种重要运动形式，它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强，远大于分子运动的交换强度。大气湍流的存在同时对光波、声波和电磁波在大气中的传播产生一定的干扰作用。

在大气运动过程中，在其平均风速和风向上叠加的各种尺度的无规则涨落。 这种现象同时在温度、湿度以及其他要素上表现出来。大气湍流最常发生的3个区域是：

① 大气底层的边界层内。

②对流云的云体内部。

③大气对流层上部的西风急流区内。

大气湍流的条件

大气湍流的发生需具备一定的动力学和热力学条件：其动力学条件是空气层中具有明显的风速切变；热力学条件是空气层必须具有一定的不稳定度，其中最有利的条件是上层空气温度低于下层的对流条件，在风速切变较强时，上层气温略高于下层，仍可能存在较弱的大气湍流。理论研究认为，大气湍流运动是由各种尺度的涡旋连续分布叠加而成。其中大尺度涡旋的能量来自平均运动的动量和浮力对流的能量；中间尺度的涡旋能量，则保持着从上一级大涡旋往下一级小涡旋传送能量的关系；在涡旋尺度更小的范围里，能量的损耗起到了主要的作用，因而湍流涡旋具有一定的最小尺度。在大气边界层内，可观测分析到最大尺度涡旋约为 1千米到数百米；而最小尺度约为1毫米。

大气湍流: 激光束通过湍流大气传输时，由于湍流大气中折射率的随机不均匀分布，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现随机变化，变化情况与激光束宽w，和湍流尺度l的相对大小有关；当2w/l<<1时，湍流主要引起光束随机漂移；2w/l=1时，湍流使光束截面随机偏转，形成到达角起伏；当2w/l>>1时，光束截面内包含许多湍流漩涡，引起光束强度起伏、相位起伏和光束扩展。记在弱湍流下，折射率改变很小，但由于存在大量的不均匀元，以致在一定距离之外，积累效应就十分显著，包括光束漂移、光束扩展、到达角起伏、大气闪烁等。

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