Турбулентно-волновое взаимодействие в устойчивой атмосфере и турбулентность ясного неба

Проект направлен на исследование закономерностей турбулентно волнового взаимодействия в устойчиво стратифицированной атмосфере, изучение ветровой и температурной турбулентности в устойчивом пограничном слое с использованием средств дистанционного зондирования, на разработку лидарных методов локализации и исследование турбулентности ясного неба (ТЯН) в термически устойчивых слоях атмосферы. Понимание процессов турбулентности в устойчиво стратифицированных средах остаётся нерешённой проблемой во многих областях геофизики. Турбулентность при устойчивой стратификации не всегда подчиняется законам Колмогорова – Обухова, что вызывает необходимость развития альтернативных подходов и расширения методов и комплексирования различных видов наблюдений динамических процессов в атмосфере. Актуальность решения проблемы турбулентно волнового взаимодействия в устойчиво стратифицированной атмосфере усиливается вследствие происходящих в последние десятилетия глобальных климатических изменений, проявляющихся не только через повышение температуры, но и через циркуляцию атмосферы. Происходит усиление ветровых колебаний в струйных течениях, возрастает интенсивность и перемежаемость ветровой и температурной турбулентности. Как следствие, ТЯН усиливается, а частота образования областей повышенной турбулентности в ясном небе возрастает. Именно на изучение закономерностей турбулентно волнового взаимодействия в условиях термической устойчивости атмосферы, исследование турбулентности на высотах локализации струйных течений и пространственной структуры и динамики самих струйных течений с использованием средств дистанционного зондирования, на разработку лидарных методов обнаружения и исследование областей повышенной турбулентности в ясном небе направлен данный проект. Новизна планируемых исследований обеспечивается использованием новых разработанных в проекте методов определения параметров и визуализации пространственно временной структуры турбулентных ветровых и температурных полей из лидарных данных и комплексированием средств дистанционного волнового зондирования в сочетании, более никому в мире недоступном. В измерениях будут одновременно задействованы когерентный доплеровский ветровой лидар, температурный профилемер и созданный заявителями проекта не имеющий аналогов лидар для определения интенсивности оптической (температурной) турбулентности на основе эффекта усиления обратного рассеяния (УОР) в случайных средах. Такой набор средств дистанционного зондирования позволит впервые с высоким пространственно-временным разрешением получить данные как о высотных градиентах средней скорости ветра и температуры, так и о параметрах самой ветровой и температурной турбулентности во всём пограничном слое атмосферы. Впервые с использованием УОР лидара в лётных экспериментах будут получены данные об интенсивности флуктуаций температуры в зонах ТЯН.