Учет возможного отклонения главных осей тензора коэффициентов диффузии от осей OX, OY и OZ

Все предыдущие выводы опирались на предположение, что полуэмпирическое уравнение атмосферной диффузии имеет вид (10.55). Помимо того, что и самое общее полуэмпирическое уравнение диффузии может быть получено лишь при использовании некоторых приближенных гипотез, применимость которых к диффузии в приземном слое иногда может вызывать сомнения, уравнение (10.55) содержит в себе еще дополнительное допущение, что оси и направленные вертикально вверх, вдоль среднего ветра и перпендикулярно ветру, являются главными осями тензора коэффициентов диффузии Мы ввели это допущение, основываясь на том, что направления указанных осей выделены самими условиями движения в приземном слое (ем. выше стр. 536); однако надо иметь в виду, что такая аргументация не является строгой. Поэтому ие исключено, что впоследствии, когда наше понимание всех деталей процесса турбулентной диффузии станет более глубоким, нам придется ввести поправки в полуэмпирическое уравнение (10.55), учтя в нем еще некоторые дополнительные члены. В самом деле, например, в (см. стр. 401) мы уже отмечали, что при теплообмене атмосферы с однородной подстилающей поверхностью в принципе возможен и небольшой турбулентный перенос тепла по направлению среднего ветра, описываемый смешанным моментом Представляется довольно правдоподобным, что этот момент будет положительным при положительных градиентах средней температуры и отрицательным при отрицательных градиентах. Но в таком случае в рамках полуэмпирической теории турбулентности момент должен представляться в внде Наличие отличного от нуля коэффициента разумеется, означает, что оси координат не совпадают с главными направлениями тензора В полуэмпирической

теории турбулентной диффузии наличие ненулевого момента в условиях, когда Т зависит только от 2, показывает, что в общем случае турбулентный поток примеси по направлению среднего ветра должен иметь вид

Отсюда вытекает, что в правой части уравнения турбулентной диффузии (10.55) в принципе может присутствовать также и слагаемое вида возможность, по-видимому, впервые обратил внимание Леттау (1952) (см. также Пристли Позже Дэвис (19546) попытался оценить возможное влияние этого слагаемого на диффузию от стационарного точечного источника, сравнив решение уравнения некоторых специальных предположениях о функциональной форме коэффициентов с решением обычного двумерного полуэмпирнческого уравнения (10.113); как и следовало ожидать, разница оказалась очень небольшой. Вслед за тем Мацуока (1961) произвел некоторые расчеты для модели в которой полуэмпирическое уравнение содержит, кроме члена также и характеризуемый коэффициентом и Дэвис (1963) оценили влияние члена на подсчитанные Сафменом значения (см. (10.103)) и ашли, что при некоторых предположениях о возникающие поправки могут иметь порядок 15—20%. Следует, однако, иметь в виду, что во всех перечисленных работах предполагалось, что коэффициент имеет тот же порядок, что и коэффициент хотя естественно предполагать, что на самом деле он будет заметно меньшим. В целом же по поводу этих поправок к полуэмпирическому уравнению диффузии можно сказать то же самое, что мы в свое время говорили о родственном им моменте пока они остаются практически совершенно неизученными, но, по-видимому, описываемые ими эффекты обычно оказываются незначительными. Поэтому в настоящее время нет оснований учитывать эти поправки при практических расчетах, хотя теоретически нельзя исключить возможности, что такие поправки реально существуют и в каких-то условиях могут даже иметь значение.