Dynamic Boundary Layer

Пограничный слой атмосферы — это нижняя часть атмосферы, в которой движение воздуха определяется взаимодействием с поверхностью Земли. Здесь возникают основные ветровые структуры, турбулентность и перенос энергии.

Пограничный слой делится на несколько зон: приземный слой, смешанный слой и верхний инверсионный слой.

• Конвекция — подъём тёплого воздуха
• Турбулентность — хаотическое движение
• Сдвиг ветра — изменение скорости с высотой
• Трение о поверхность

Навье–Стокса:

\[ \rho (\partial_t \vec{v} + (\vec{v}\cdot\nabla)\vec{v}) = -\nabla p + \mu \nabla^2 \vec{v} \]

Непрерывность:

\[ \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \vec{v}) = 0 \]

Число Рейнольдса:

\[ Re = \frac{\rho v L}{\mu} \]

Скорость ветра растёт с высотой из-за уменьшения влияния трения.

\[ v(z) = \frac{u_*}{\kappa} \ln \frac{z}{z_0} \]