Monin–Obukhov similarity theory (original) (raw)
Die Monin-Obuchow-Theorie oder Monin-Obukhov-Theorie beschreibt den Zusammenhang zwischen den Gradienten von Wind und Temperatur und den turbulenten Flüssen in der bodennahen Grenzschicht der Atmosphäre. Sie basiert auf dem Buckinghamschen Π-Theorem d. h. der Annahme, dass sich in einem komplexen nicht-linearen System dimensionslose Gleichungen herleiten lassen, die das System universell beschreiben. Dazu müssen Zustandsgrößen gefunden werden, die das System hinreichend beschreiben. mit der Erdbeschleunigungund der mittleren potentiellen Temperatur in der bodennahen Schicht.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Die Monin-Obuchow-Theorie oder Monin-Obukhov-Theorie beschreibt den Zusammenhang zwischen den Gradienten von Wind und Temperatur und den turbulenten Flüssen in der bodennahen Grenzschicht der Atmosphäre. Sie basiert auf dem Buckinghamschen Π-Theorem d. h. der Annahme, dass sich in einem komplexen nicht-linearen System dimensionslose Gleichungen herleiten lassen, die das System universell beschreiben. Dazu müssen Zustandsgrößen gefunden werden, die das System hinreichend beschreiben. Die Turbulenz in der bodennahen Grenzschicht wird im Wesentlichen durch die turbulenten Flüsse von Impuls und fühlbarer Wärme bestimmt und beeinflusst den Verlauf von Windgeschwindigkeit und potentieller Temperatur mit der Höhe.Aus und lassen sich Skalierungsgrößen für Windgeschwindigkeit und Temperatur konstruieren: Dabei ist die Schubspannungsgeschwindigkeit, die Dichte der Luft,und die Wärmekapazität der Luft bei konstantem Druck.Mit diesen Skalierungsgrößen lässt sich die Höhenabhängigkeit der vertikalen Gradienten über dimensionslose Funktionen darstellen,die gemäß dem Π-Theorem universell gültig sein sollten: mit der Vertikalkoordinate (Höhe über dem Boden), der von-Karman-Konstanten aus dem Logarithmischen Windprofil,und der Monin-Obukhov Länge.Diese lässt sich wiederum aus und berechnen: mit der Erdbeschleunigungund der mittleren potentiellen Temperatur in der bodennahen Schicht. Die Theorie wurde 1947 von A. S. Monin und A. M. Obukhov allein auf theoretischer Basis hergeleitet.Als es Anfang der 1970er Jahre möglich wurde, turbulente Flüsse mit hinreichender Genauigkeit zu messen, wurden erste Versuche unternommen, die Funktionen und zu bestimmen (Dyer and Bradley 1970, Businger et al. 1971).Die Theorie wird heutzutage in nahezu allen meteorologischen Vorhersagemodellen verwendet, um den Austausch von Impuls, Wärme und Wasserdampf zwischen Oberfläche und Atmosphäre zu beschreiben. (de) La théorie de la similitude de Monin–Obukhov décrit l'écoulement et la température moyenne dans la couche de surface en fonction de la hauteur (sans dimension) lorsque la stabilité de l'atmosphère est non neutre.Elle est nommée d'après les physiciens russes et Alexandre Oboukhov. La théorie de la similitude est une méthode empirique qui exprime des relations entre des variables sans dimension du fluide à partir de « fonctions universelles » basées sur le théorème de Vaschy-Buckingham. La théorie de la similitude est fréquemment utilisée en météorologie de la couche limite, dans laquelle il n'est pas toujours possible de résoudre les équations construites sur les principes de base.Le profil logarithmique des vitesses déduit du de Prandtl est un profil vertical idéalisé pour les écoulements dans une atmosphère de stabilité neutre. Il énonce que la vitesse moyenne du vent est proportionnelle au logarithme de la hauteur. La théorie de la similitude de Monin-Obukhov généralise la théorie de la longueur de mélange à une atmosphère qui n'est plus de stabilité neutre. Elle utilise des fonctions dites universelles qui exprime l'écoulement moyen et la température en fonction de la hauteur (exprimés sans dimension). La longueur de Monin-Obukhov Lest une caractéristique de la turbulence dans la couche de surface ayant la dimension d'une longueur exprimée pour la première fois par Obukhov en 1946. Elle est utilisée pour le facteur d'échelle de la hauteur z/L. La théorie de la similitude a été un progrès important dans le domaine de la micro-météorologie en fournissant une base théorique aux résultats expérimentaux. (fr) Monin–Obukhov (M–O) similarity theory describes the non-dimensionalized mean flow and mean temperature in the surface layer under non-neutral conditions as a function of the dimensionless height parameter, named after Russian scientists A. S. Monin and A. M. Obukhov. Similarity theory is an empirical method that describes universal relationships between non-dimensionalized variables of fluids based on the Buckingham π theorem. Similarity theory is extensively used in boundary layer meteorology since relations in turbulent processes are not always resolvable from first principles. An idealized vertical profile of the mean flow for a neutral boundary layer is the logarithmic wind profile derived from Prandtl's mixing length theory, which states that the horizontal component of mean flow is proportional to the logarithm of height. M–O similarity theory further generalizes the mixing length theory in non-neutral conditions by using so-called "universal functions" of dimensionless height to characterize vertical distributions of mean flow and temperature. The Obukhov length, a characteristic length scale of surface layer turbulence derived by Obukhov in 1946, is used for non-dimensional scaling of the actual height. M–O similarity theory marked a significant landmark of modern micrometeorology, providing a theoretical basis for micrometeorological experiments and measurement techniques. (en) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/Universal_functions_f...ukhov_similarity_theory.png?width=300 |
| dbo:wikiPageID | 42477276 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 13702 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1117642033 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Microscale_meteorology dbc:Microscale_meteorology dbr:Boundary_layer dbr:Andrei_Monin dbr:Ludwig_Prandtl dbr:Turbulence_kinetic_energy dbr:Dissipation dbr:Heat_flux dbr:Large_eddy_simulation dbr:Log_wind_profile dbr:Alexander_Obukhov dbr:Richardson_number dbr:Surface_layer dbc:Dimensional_analysis dbr:Eddy_diffusion dbr:Mixing_length_model dbr:Buckingham_π_theorem dbr:Von_Kármán_constant dbr:Turbulent_Prandtl_number dbr:Monin–Obukhov_length dbr:Potential_temperature dbr:Shear_velocity dbr:Logarithmic_wind_profile dbr:File:Rice_County_P5310407.JPG dbr:File:Universal_functions_for_Monin-Obukhov_similarity_theory.png |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Technical |
| dct:subject | dbc:Microscale_meteorology dbc:Dimensional_analysis |
| rdfs:comment | Die Monin-Obuchow-Theorie oder Monin-Obukhov-Theorie beschreibt den Zusammenhang zwischen den Gradienten von Wind und Temperatur und den turbulenten Flüssen in der bodennahen Grenzschicht der Atmosphäre. Sie basiert auf dem Buckinghamschen Π-Theorem d. h. der Annahme, dass sich in einem komplexen nicht-linearen System dimensionslose Gleichungen herleiten lassen, die das System universell beschreiben. Dazu müssen Zustandsgrößen gefunden werden, die das System hinreichend beschreiben. mit der Erdbeschleunigungund der mittleren potentiellen Temperatur in der bodennahen Schicht. (de) Monin–Obukhov (M–O) similarity theory describes the non-dimensionalized mean flow and mean temperature in the surface layer under non-neutral conditions as a function of the dimensionless height parameter, named after Russian scientists A. S. Monin and A. M. Obukhov. Similarity theory is an empirical method that describes universal relationships between non-dimensionalized variables of fluids based on the Buckingham π theorem. Similarity theory is extensively used in boundary layer meteorology since relations in turbulent processes are not always resolvable from first principles. (en) La théorie de la similitude de Monin–Obukhov décrit l'écoulement et la température moyenne dans la couche de surface en fonction de la hauteur (sans dimension) lorsque la stabilité de l'atmosphère est non neutre.Elle est nommée d'après les physiciens russes et Alexandre Oboukhov. La théorie de la similitude est une méthode empirique qui exprime des relations entre des variables sans dimension du fluide à partir de « fonctions universelles » basées sur le théorème de Vaschy-Buckingham. La théorie de la similitude est fréquemment utilisée en météorologie de la couche limite, dans laquelle il n'est pas toujours possible de résoudre les équations construites sur les principes de base.Le profil logarithmique des vitesses déduit du de Prandtl est un profil vertical idéalisé pour les écoulement (fr) |
| rdfs:label | Monin-Obuchow-Theorie (de) Théorie de la similitude de Monin-Obukhov (fr) Monin–Obukhov similarity theory (en) |
| owl:sameAs | freebase:Monin–Obukhov similarity theory wikidata:Monin–Obukhov similarity theory dbpedia-de:Monin–Obukhov similarity theory dbpedia-fi:Monin–Obukhov similarity theory dbpedia-fr:Monin–Obukhov similarity theory https://global.dbpedia.org/id/mXfA |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Monin–Obukhov_similarity_theory?oldid=1117642033&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Rice_County_P5310407.jpg wiki-commons:Special:FilePath/Universal_functions_for_Monin-Obukhov_similarity_theory.png |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Monin–Obukhov_similarity_theory |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Monin-Obukhov_similarity_theory |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Monin-Obukhov_similarity_theory dbr:Andrei_Monin dbr:BAITSSS dbr:Joost_Businger dbr:Roughness_length dbr:Monin–Obukhov_length |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Monin–Obukhov_similarity_theory |
