Wälder haben einen erheblichen Einfluss auf die atmosphärische Strömung über ihnen. Dieser Einfluss äußert sich in der Bildung einer rauen Unterschicht über den Baumkronen. Die raue Unterschicht beeinflusst eine Vielzahl von physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen. Ein besseres Verständnis des Windgeschwindigkeitsfeldes über hohen, bewaldeten Baumkronen könnte auch zu einem besseren Austausch zwischen dem Wald und der Atmosphäre in numerischen Wettervorhersagen und Erdsystemmodellen führen.
In einer neuen Studie stellen Luca Mortarini und seine Kollegen einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung der rauen Unterschicht vor, der ein kospektrales Budgetmodell verwendet. Die Originalität des Modells liegt darin, dass es nicht die Analogie der Mischungsschicht zur Parametrisierung der Turbulenzstatistiken berücksichtigt. Stattdessen werden sie mit den verschiedenen Skalen des Windgeschwindigkeitsspektrums in Beziehung gesetzt, ohne dass Annahmen über die Eigenschaften der Strömung getroffen werden. Es handelt sich um einen Perspektivwechsel, der auch eventuelle Geländeeffekte berücksichtigt. Dies könnte sich an ATTO als nützlich erweisen, wo Wissenschaftler gerade damit begonnen haben, den Einfluss der Orographie auf die Walddynamik zu untersuchen.
Ein Nebenergebnis der Studie ist eine neue Formulierung für die turbulente Wirbelviskosität. Diese Größe ist von entscheidender Bedeutung und wird häufig zur Schätzung von Stoffflüssen verwendet. Eine bessere Quantifizierung der Wirbelviskosität führt zu einer besseren Schätzung der Strömungen.
In dieser Studie wurden nur neutrale Stabilitätsbedingungen und Windgeschwindigkeitsstatistiken berücksichtigt. Eine neue Entwicklung für Temperatur und Skalare ist jedoch möglicherweise auf dem Weg.
Mortarini et al. veröffentlichten die Studie „Adjustments to the law of the wall above an Amazon forest explained by a spectral link“ Open Access in der Zeitschrift Physics of Fluids.
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