Фізичні механізми турбулентності чистого повітря
Анотація
Турбулентність чистого повітря (CAT) – це значний тип атмосферної турбулентності, який становить ризик для авіації. На відміну від інших форм турбулентності, вона виникає без значної хмарності, часто при ясному небі або з мінімальною хмарністю в місці спостереження. CAT може виникати за різних метеорологічних умов, таких як високий атмосферний тиск, сонячна погода або при наявності гірських хребтів. Прогнозування CAT має вирішальне значення для авіаційної безпеки, хоча його прогнозування є складним через його мінливість, різку локалізацію в потоці повітря та мінливість розміру та тривалості. Непрямі ознаки можуть допомогти передбачити зони CAT; однак безпосереднє спостереження є складним, тому необхідно розробляти методи прогнозування та проводити дослідження для забезпечення безпеки польотів.
Завантаження
Посилання
S. Businger, T. Cherubini, I. Dors, J. McHugh, R.A. McLaren, J.B. Moore, J.M. Ryan, et al., “ Supporting the missions of the Mauna Kea Observatories with GroundWinds incoherent UV lidar measurements,” in: Proceedings Volume Adaptive Optical System Technologies II, (Waikoloa, Hawai'i, United States, 2003) https://doi.org/10.1117/12.479588
R. Kivits, M. Charles, N. Ryan, “A post-carbon aviation future: Airports and the transition to a cleaner aviation sector,” https://doi.org/10.1016/j.futures.2009.11.005
P.K. Kundu, I.M. Cohen, and D.R. Dowling, “Instability,” in: Fluid Mechanics, (Sixth Edition), (Academic Press, Elsevier Inc, 2016). pp. 533-602. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-405935-1.00011-3
K. Kinder, Friendly Skies or Turbulent Skies: an Evaluation of the US Airline Industry and Antitrust Concerns, 91 South. Calif. Law R. 943 (2018).
C. Zappa, S. Brown, and N. Laxague, “Using ship-deployed high-endurance unmanned aerial vehicles for the study of ocean surface and atmospheric boundary layer processes,” Front. Mar. Sci. Sec. Ocean Observation, 6, (2019). https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00777
R. Fontaine, G. Elliott, J. Austin, and J.B. Freund, “Very near-nozzle shear-layer turbulence and jet noise,” Journal of Fluid Mechanics. 770, 27-51 (2015). https://doi.org/10.1017/jfm.2015.119
G. Sommeria, “Three-Dimensional Simulation of Turbulent Processes in an Undisturbed Trade Wind Boundary Layer,” Journal of the Atmospheric Sciences, 33(2) 216-241 (1976). https://doi.org/10.1175/1520-0469(1976)033%3C0216:TDSOTP%3E2.0.CO;2
J. Atrill, L. Sushama, and B. Teufel, “Clear-air turbulence in a changing climate and its impact on polar aviation,” Saf. Extreme Environ. 3, 103–124 (2021). https://doi.org/10.1007/s42797-021-00036-y
V.O. Lykhatskyi, L.S. Bozbei, and V.I. Tkachenko, “Clear Sky Turbulence Formation Mechanisms,” in: Abstracts of reports of the 20th conference on high-energy physics and nuclear physics, (Kharkiv, 2024).
The 7th International scientific and practical conference “European congress of scientific achievements”, (Barca Academy Publishing, Barcelona, Spain, 2024). pp. 241.
L.S. Bozbiei, B.V. Borts, and V.I. Tkachenko, Natural phenomena: Benard cells with free boundaries: educational and methodological guide for the course: “Resource-saving and environmentally friendly technologies”, (V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, 2015). (in Ukrainian)
O.L. Andrieieva, and V.I. Tkachenko, Hydrodynamic stoichiometry of stratified viscous media, (V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, 2020). (in Ukrainian)
O.L. Andreeva, and V.I. Tkachenko, “Analytical Solution and Neutral Curves of the Stationary Linear Rayleigh Problem with Rigid or Mixed Boundary Conditions in Cylindrical Geometry,” East Eur. J. Phys. 2(4), 52–57 (2015). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2015-4-04
Y.H. Pao, and A. Goldburg, editors, Clear Air Turbulence and its detection, (Plenum Press, New York, USA, 1969).
J.E. Simpson, Gravity currents in the environment and the laboratory, (Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1997).
J.A. Knox, “Possible mechanisms of Clear-Air Turbulence in Strongly Anticyclonic Flows,” Monthly Weather Review, 125, 1251–1259 (1997). https://doi.org/10.1175/1520-0493(1997)125%3C1251:PMOCAT%3E2.0.CO;2
T.L. Clark, and L.F. Radke, “Clear Air Turbulence,” ICAO journal, 56(7), 5 (2001).
P.V. Hobbs, and G.D. Chellis, “Clear-air turbulence,” Aviation, space, and environmental medicine, 75(6), 539-546 (2004).
S.M. Shmeter, “Structure of meteorological parameter fields in the cumulonimbus cloud zone,” Trudy TsAO, (88), 41 57 (1969). (in Russian)
J.C. Wyngaard, Turbulence in the Atmosphere, (Cambridge University Press, 2010).
J.A. Knox, "Possible mechanisms of clear-air turbulence in strongly anticyclonic flows," Monthly Weather Review, 125(6), 1251–1259, 1997.
I.H. Bdzhilko, “Atmospheric turbulence: The effect of changes in the Richardson number,” Meteorolohichnyi Zhurnal, (4), 45 60 (2020). (in Ukrainian)
I.H. Bdzhilko, “The mechanism of turbulent processes in the atmosphere,” Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine, (7), 35 50 (2019). (in Ukrainian)
V.H. Reshetov, “Methods of estimating turbulence in the atmosphere,” Meteorolohichnyi zhurnal, (3), 25-40 (2018). (in Ukrainian)
L.T. Matvieiev, “Analysis and forecasting of atmospheric turbulence,” Zhurnal heofizychnykh doslidzhen, (6), 50-65 (2019). (in Ukrainian)
A.M. Buldovskyi, “Turbulence index in the troposphere: theory and practice,” Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine, (5), 70 85 (2020). (in Ukrainian)
L.D. Landau, and E.M. Lifshitz, Fluid Mechanics, vol. 6, 2nd edition, (Elsevier, 2008).
Авторське право (c) 2024 В.О. Лихацький, В.І. Ткаченко, Л.С. Бозбей
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
