大气湍流分析和轻量化建模

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数据集

ERA5 全球再分析数据

ERA5是欧洲中期天气预报中心推出的第五代全球气候与天气再分析数据集。

主要指标:

  • 湍流相关参数包括地表动量通量、感热通量、潜热通量、摩擦速度、边界层耗散率、边界层高度等
  • 空间精度: 0.25° x 0.25° (atmosphere), 0.5° x 0.5° (ocean waves)
  • 时间精度:1小时,从1940年到现在

引用: Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Biavati, G., Horányi, A., Muñoz Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Rozum, I., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Dee, D., Thépaut, J-N. (2023): ERA5 hourly data on single levels from 1940 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS), DOI: 10.24381/cds.adbb2d47 (Accessed on DD-MMM-YYYY)

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CASES-99 气象塔湍流观测数据

CASES-99 (Cooperative Atmosphere–Surface Exchange Study) 数据集由美国国家大气研究中心(NCAR)提供。

主要指标:

  • 主塔高度60m,包含8层超声风速观测、4层风杯观测,34层热电偶温度测量、3层压强测量等。此外,主塔上还安装热线风速仪测量极高频风速,主塔周边还配备多普勒雷达观测等,详细试验信息请查看 CASES-99官网
  • 观测地点:美国堪萨斯州(37 deg 38.88'N (37.64800 deg), 96 deg 44.14'W (96.73567 deg))
  • 观测高度:超声观测高度:1.5, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 55 m,10月20日,最低一层超声从1.5m移至0.5m;风杯观测高度:15,25,35,45 m
  • 观测时间和数据频率:1999-9-19 至 1999-10-31,20Hz(超声)/ 1Hz(风杯)

引用: Poulos, G. S., and Coauthors, 2002: CASES-99: A Comprehensive Investigation of the Stable Nocturnal Boundary Layer. Bull. Amer. Meteor. Soc., 83, 555–582.
NSF NCAR Earth Observing Laboratory. 2011. Main Tower High-Rate Data. Version 1.0. null. https://doi.org/10.5065/D6H993GM. Accessed 08 Dec 2025.
Sun, J., L. Mahrt, R. M. Banta, and Y. L. Pichugina, 2012: Turbulence Regimes and Turbulence Intermittency in the Stable Boundary Layer during CASES-99. J. Atmos. Sci., 69, 338–351.

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中国低层大气湍流参数数据集

数据集由中国气象科学研究院研制。

主要指标:

  • 湍流参数包括 Brunt Vaisalä 频率、湍流耗散率、垂直涡旋扩散系数、湍流内尺度和浮力长度尺度
  • 源数据来自全国29个台站的风廓线雷达和无线电探空观测
  • 观测高度:从0.12km到3km,间隔120m
  • 观测时间:2023全年,一天两次(00 和 12 UTC)

引用: Meng, D., & Guo, J. (2025). A low-level turbulence-related parameters dataset derived from the radar wind profiler and radiosonde in China during 2023 [Data set]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.14959025;
Meng, D., Guo, J., Chen, J., Guo, X., Li, N., Sun, Y., Zhang, Z., Tang, N., Xu, H., Chen, T., Yang, R., and Hua, J.: Low-level atmospheric turbulence dataset in China generated by combining radar wind profiler and radiosonde observations, Earth Syst. Sci. Data, 17, 4023–4037, 2025.

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城市低空湍流数据集

主要指标:

  • 湍流参数包括
  • 源数据来自
  • 观测高度:
  • 观测时间和数据频率:2014年12月,1小时
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