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D O C U M E N TO S DE TRABAJO
La estabilidad de la atmósfera influye poderosamente en el intercambio
vertical de energía y momento, y por tanto en la distribución vertical del
viento en la capa límite planetaria. Para estudiarlo conviene examinar el
número de Richardson, cociente entre la desaparición de energía
cinética turbulenta debida a la flotabilidad (-B) y la producción de energía
cinética turbulenta debida a la cizalladura del flujo (S).
R¡ = -B /S ; R¡ = g/9 • 8/8z 0 1(8/8z V)2
Para valores de Richardson <0 , el flujo es claramente turbulento, para
valores grandes y positivos de R¡ , la turbulencia es débil y tiende a
decaer. Es necesario una gran estabilidad para reducir apreciablemente
la turbulencia con los gradientes de velocidades típicos en las
proximidades de la superficie.
La Turbulencia y los transportes de especies químicas v momento
En el mecanismo físico propuesto por Prandt para la transferencia de
momento, se supone que un remolino mantiene su identidad y características
durante una altura de Y metros llamada longitud de mezcla, desapareciendo e
integrándose en la masa de alrededor al llegar a la altura z+l.
Si la turbulencia fuese isotrópica
u'= u(z) - u(z+l) = - Vduldz
| w ' | » | u' | = \'duldz ; y (u'- u ) ') pr0m edio=-l2 • | du/dz | -du/dz = Tzx
El stress de cizalladura turbulenta en la dirección del flujo,
Tzx = -p • I2 • I du/dz | -du/dz = - p • K M-du/dz ;
a Km = I2 • | du/dz | se le llama coeficiente difusivo turbulento
si imaginamos que el flujo del momento en altura es constante (t^ = t0 ), como
ocurriría en una capa límite estable sobre una superficie uniforme
T0 = p • I2 • I du/dz | 2 -> (du/dz)2 = T0 /( p • I2 ) I du/dz | = 1/1 -V( T0 /p ) = U*/l
I du/dz I = 1/1 -V ( | T0 1/p) ; I du/dz | = u* /I ; u* = V ( I T0 1/p) velocidad de
fricción (de 0,2 a 0,4 m/s)
| u(z) | = 1/K-u* Ln z/z0 ; (z0 , u= 0 m/s, longitud de rugosidad)
el valor de z0 varía entre 1 cm para el aire sobre una superficie de tierra suave
y las superficies oceánicas, hasta varios metros en el interior de bosques o
zonas urbanizadas.
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