On the scaling law of ramp structures in scalar turbulence

摘要

斜坡结构在标量湍流中广泛存在,指标量的浓度随时间缓慢爬升然后突然下降的现象,它表明湍流并非完全随机的。基于北京市325米气象铁塔的湍流观测数据,本文利用小波分析提取了温度、水汽和二氧化碳序列中的斜坡结构,其上升部分线性拟合的斜率与持续时间存在明显的标度律,三者幂指数相差不大,而且在下降部分也存在类似的规律。同时将斜坡结构上升部分的最大值按时间顺序排列,发现最大值序列依然存在斜坡结构。这表明标量湍流中斜坡结构是自相似的,小尺度的斜坡结构叠加在大尺度的斜坡结构上。