3.4. Оценка кинематических характеристик
Поскольку скорость и направление течения изменяются во времени, то объективные характеристики течения в точке можно получить, как отмечено выше, с использованием статистических методов. Дело обработки материалов еще больше осложняется, когда возникает необходимость получения надежных оценок вертикального распределения характеристик течения, например в пределах от поверхности воды до дна водоема, особенно в условиях значительных изменений скорости и направления течения. Вертикальное распределение можно представить в виде эпюры осредненных скоростей. В виде эпюр могут быть представлены предельные значения (максимальные и минимальные) составляющих пульсационных скоростей или их относительные величины 
В качестве кинематических характеристик турбулентного течения чаще всего используют математическое ожидание, дисперсию, средние квадратические отклонения пульсационных составляющих скоростей, относительные значения интенсивности турбулентности, моменты корреляции и энергию пульсационных составляющих скоростей.
Математическое ожидание ряда наблюденных данных обычно определяют за промежуток времени, который в несколько раз превышает зарегистрированный период колебаний скорости течения. При обработке, например, данных лабораторных исследований течений на пространственной гидравлической модели водоема или в аэрогидравлическом лотке этот промежуток времени может составлять несколько десятков секунд, а при обработке записей 
или 
полученных в натурных условиях, может меняться от нескольких часов до нескольких десятков и даже сотен часов.
Наряду с этим, для практических целей можно вычислять режимные характеристики по данным наблюдений, например, за отдельный сезон, год или ряд лет, а также спектральные характеристики, чаще всего по данным непрерывной регистрации течений за периоды различной длительности.
Меру интенсивности турбулентности течения обычно оценивают дисперсией 
вычисляемой по выражению (3.7), и средними квадратическими отклонениями продольных 
и вертикальных 
составляющих скорости по выражениям:
Значения 
будучи представленными в виде эпюр, дают наглядное представление о вертикальном распределении пульсаций скорости, что видно на рис. 3.6 и 3.7, полученных по данным экспериментов в аэрогидравлических лотках.
В некоторых случаях для целей сопоставления данных различных экспериментов интенсивность турбулентности нормируют на среднюю в пределах глубины скорость течения 
т. е. представляют в виде:
и называют степенью турбулентности, или числом Кармана.
Момент корреляции, равный произведению пульсационных составляющих скорости 
может быть вычислен по данным обработки киносъемки траекторий движения частиц и по записям приборов, обеспечивающих Синхронную регистрацию модуля мгновенной скорости, вертикального и горизонтального векторов течений. Для каждого горизонта обычно вычисляют осредненный момент корреляции 
а для всей вертикали — среднее значение 
[174].
Энергетические характеристики ветровых течений, в качестве которых обычно используют энергию осредненного и пульсационного движений, являются не только важными показателями степени энергонасыщенности потока в целом или его части (дифференцированно по вертикали), но и представляют очевидный 
например, при выяснении причин турбулизации.
Рис. 3.6. (см. скан) Вертикальное распределение кинематических характеристик в разнонаправленном по глубине ветровом течении при различных условиях. 
Поскольку по материалам экспериментов, проводившихся в ГГИ [177, 182], определялись только пульсациоиные значения продольной 
и вертикальной 
составляющих скорости и для каждого горизонта на вертикали вычислялись средние квадратические значения, то удельная кинетическая энергия пульсационного движения оценивалась по формуле
и по формуле
полученной на основании предположения о равенстве продольных 
и поперечных 
пульсационных составляющих скорости.
отнесенную к единице массы 
можно представить в виде полусуммы квадратов пульсационных значений скорости:
в виде
см, 
см; б) опыт 
см.
