- PII
- S0002351525010086-1
- DOI
- 10.31857/S0002351525010086
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 61 / Issue number 1
- Pages
- 111-120
- Abstract
- According to measurements in September 2021 in a desertefied area in the Astrakhan region components of wind speed, air temperature and concentration of aerosol particles in the surface layer of the atmosphere, vertical heat turbulent fluxes and dust aerosol were determined. A statistical analysis of variations in meteorological parameters and aerosol particle concentrations was performed. The temporal variability of the horizontal and vertical components of wind speed, air temperature and aerosol particle concentration was analyzed using spectral analysis. A comparison has been made of the empirical distribution functions of heat flux density and the temporal variability of the rate of heat removal from the underlying surface according to synchronous measurements using acoustic weather stations Meteo-2 and Metek. Significant differences in the spatiotemporal variability of the vertical turbulent transfer of heat and dust aerosol in a desertified area were revealed. The 30-minute average values of the friction velocity, the Monin-Obukhov scale, turbulent heat fluxes (90–160 W/m2) and dust aerosol (7.2–27.5 cm–2 s–1), as well as the heat removal rate (14–21 cm/s) and dust aerosol (10–16 cm/s) from the underlying surface. It is shown that the temporal variability of the dust aerosol flux density is caused by a superposition of convective “low-frequency” movements with a scale of approximately 3–15 minutes and “high-frequency variations with a duration of less than approximately 10 s.”
- Keywords
- опустынивание ветропесчаный поток пылевой аэрозоль всплесковая эмиссия турбулентный поток тепла турбулентный поток аэрозоля скорость выноса аэрозоля скорость выноса тепла
- Date of publication
- 14.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 15
References
- 1. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере // М.: Наука, 2008. 416 с.
- 2. Белоцерковский О.М., Андрущенко В.А., Шевелев Ю.Д. Динамика пространственных вихревых течений в неоднородной атмосфере. М.: Янус-К, 2000. 456 с.
- 3. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения воздуха. Л.: Гидрометео-издат, 1975. 448 с.
- 4. Бызова Н.Л., Иванов В.И., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометео-издат, 1989. 263 с.
- 5. Вазаева Н.В., Чхетиани О.Г., Максименков Л.О. Организованная валиковая циркуляция и перенос минеральных аэрозолей в атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2019. Т. 55, № 2. С. 17–31.
- 6. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Гущин Р.А. Турбулентные потоки пылевого аэрозоля на опустыненной территории // Доклады РАН. Науки о Земле, 2020, Т. 494. № 2. С. 53–57.
- 7. Горчаков Г.И., Чхетиани О.Г., Карпов А.В., Гущин Р.А., Даценко О.И. Квазипериодическая эмиссия пылевого аэрозоля на опустыненной территории // Метеорология и гидрология. 2023. №8. С. 62–73.
- 8. Карпов А.В., Горчаков Г.И., Гущин Р.А., Даценко О.И. Вертикальные турбулентные потоки пылевого аэрозоля // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2021. Т. 57. № 5. С. 565–574.
- 9. Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоидат, 1998. 914 с.
- 10. Alfaro S.C., Gaudichet A., Gomes L., Maille M. Modeling the size distribution of a soil aerosol produced by sandblasting // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 11239–11249.
- 11. Bagnold R.A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. London: Methuen, 1941. 265 р.
- 12. Brunekreef B., Holgate S.T. Air pollution and health. Lancet. 2002. V.360. P.1233–1242.
- 13. Gorchakov G.I., Koprov B.M., Shukurov K.A. Vertical turbulent aerosol fluxes over desertized areas // Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics. 2002. V. 38. Suppl. 1. P. S138–S147.
- 14. Gryanik V.M., Hartmann J. A Turbulence Closure for the Convective Boundary Layer based on a two-scale mass-flux approach // J. Atm. Sci. 2002. V. 59. № 18. P. 2729–2744.
- 15. Kader B.A., Yaglom A.M. Mean fields and fluctuation moments in unstably stratified turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 1990. V. 212. P. 637–662.
- 16. Kaimal J.C., Wyngaard J.C., Haugen D.A., Cote O.R., Izumi Y., Caughey S.J. Readings C.J. Turbulence Structure in the Convective Boundary Layer // J. Atm. Sci. 1976. V. 33. № 11. P. 2152–2169.
- 17. Krishnamurthy A., Moore J.K., Mahowald N., Luo C., Zender C.S. Impacts of atmospheric nutrient inputs on marine biogeochemistry // J. Geophys. Res. 2010. 115. No G1, G01006.
- 18. Li X.Y., Klose M., Shao Y., Zhang H.S. Convective Turbulent Dust Emission (CTDE) Observed over Horqin Sandy Land Area and Validation of a CTDE Scheme // J. Geophys Res. V. 119. P. 9980–9992.
- 19. Maher B.A., Prospero J.D., Mackie D. Global connections between aeolian dust, climate and ocean biogeochemistry at the present day and at the last glacial maximum // Earth Sci. Rev. 2010. V. 99. P. 61–97.
- 20. Mahowald N., Albani S., Kok J.F., Engelstalder S., Scara R., Ward D.S., Flanner M.C. The size distribution of desert dust aerosols and its impact on the Earth system // Aeolian Research. 2014. V. 15. P. 53–71.
- 21. Miller R.L. Tegen I. Climate Response to Soil Dust Aerosols // J. Climate.1998. V. 11. P. 3247–3267.
- 22. Stout J.E., Zobec T.M. Intermittent saltation // Sedimentology. 1997. V. 44. P. 959–970.
- 23. Vulfson A.N., Nikolaev P.V. Classical and local similarity in problems of turbulent convection: Extension of Prandtl semi-empirical theory for horizontal layers of water and air mediums // Physics of Fluids. 2024. V. 36. P. 026612.
