[科普中国]-大气湍流平均场

定义

大气湍流平均场（mean flow field of atmospheric turbulence）是指湍流大气中，随机变量（如风速、温度、湿度等）平均值的空间分布。湍流运动是极不规则的随机运动，其运动性质十分复杂，不能用—·般研究流体力学的方法来研究湍流运动。1

湍流量表达式雷诺(1921)将湍流量用平均值和脉动值表示，即1：

式中是湍流量的瞬时值，是脉动值，是平均值。这里，平均值是在一定的时间长度(T)内进行的。由于大气湍流的涡旋尺度谱很宽，因此研究不同尺度的平均值时，选取的采样时间必须能反映这种尺度的运动性质。另一方面，平均量还受到周期比采样时间(T)更大的涡旋尺度的影响。在大气湍流问题中，平均的含义是相对的。1

大气湍流脉动场大气湍流脉动场是指湍流运动中，相对于平均值而起伏的脉动量以及脉动量之间相互关联特性的空间分布。湍流强度、二元自相关函数和互相关函数及其它高阶矩的空间分布，都可包含在大气湍流脉动场的范畴内。1