Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 4. szám - Kiss Melinda - Torma Péter: Sekély tavi energiaáramok fluxus-gradiens eljárás-alapú becslése örvény-kovariancia mérésekből
KISSM—_TORMAJ^Sekél^av^nergiaáiMO]^^ 49 11. 12. között) a nyílt vízi állomáson üzemeltettük. 2013 júliusában eltérő mérési elrendezést alkalmaztunk, így ez a hónap nem szerepel vizsgálatainkban. A 10 Hz-es gyakorisággal mért nyers adatokból időátlagolt fluxusokat állítottunk elő, 30 perces átlagolási idővel. Mivel a jellegzónák határán található állomásokra a turbulens energiaáramok a szélirány függvényében hol a nádas zónából, hol a nyílt víz felől érkeztek, így a rögzített értékek a két zóna energiaáramainak keverékét tükrözik. Ez látható az 1. ábra bemutatott példán, ahol a nádas felől jövő szél nyílt víz felőlire történő irányváltásának következtében (11:30 körül) az energiaáramok menete hirtelen jelentős csökkenést mutat. Annak szétválasztására, hogy az egyes állomásokon rögzített energiaáramok hogyan oszlanak meg a nádas és a nyílt víz felől érkező áramokra, Göckede et al. (2004) alapján forrásterület-elemzést („footprint-analysis”) végeztünk. A forrásterületek százalékos arányát a szélirány függvényében a 2. ábra mutatja. A nádas állomáson csak 10° és 160° közötti széliránynál találunk nyílt vízi befolyásolást, a többi széliránynál kizárólag a nádas zónából érkeztek az energiaáramok, ezzel szemben a nyílt vízi állomásnál a 0° és 70° között tapasztalt kizárólagos nyílt vízi hatás a többi széliránynál a nádas hatásával keveredett. Következésképp, a mért energiaáramok jellegzónánkénti szétválasztására és az így időszakonként hiányossá vált idősorok modelleredményekkel való feltöltésére, ezáltal folytonossá tételére volt szükség. Ennek megvalósításához a fluxus-gradiens eljárást választottuk. 1. ábra: A szélirány és így a forrásterület változásának hatása az impulzus-, szenzibilis és latens hőáramok napi menetére (2012. 05. 08.) 2. ábra: A forrásterületek (FT) százalékos aránya a szélirány függvényében. A görbék alatti terület a nadus, nttg a görbék feletti a nyűt víz százalékos hozzájárulását mutatja az energiaáraniokhoz. 4. Fluxus-gradiens módszer Annak ellenére, hogy a légköri határréteg-áramlások erősen turbulensek, ennek jellemzői mellett a folyamatok egyes kulcsfontosságú elemei is erősen determinálják az impulzus és a különböző skalár mennyiségek áramainak alakulását. Az elmúlt évtizedek során számos elméleti és félempirikus módszert dolgoztak ki az rétegzett légkör felszínnel érintkező alsó rétege állapotváltozóinak és az ottani turbulencia fokának leírására. A légkör felszín közeli rétegében a turbulens impulzus-, hő- és nedvességáramok leginkább az egyes megfelelő állapotváltozóik függőleges gradiensei által meghatározottak. Azokat a módszereket, amelyek a különböző fluxusokat a nekik megfelelő mennyiségek függőleges gradiensének függvényében fejezik ki, fluxus-gradiens módszereknek nevezik. (Brutsaert 1982, Fokén 2008). Ezek általában a hasonlósági elméleten alapulnak, vagyis a keresett áramok egymáshoz hasonló dinamikus folyamatok, és jól jellemezhetőek mértékegység nélküli paraméterekkel, valamint az ezekből felállított olyan hasonlósági törvényekkel, amelyek univerzálisan érvényesek, mindazonáltal az alábbi feltételek mellett: Az áramlás vízszintes értelemben homogén, kvázi-stacionárius és a turbulens hő- és impulzusáramok függőleges irányban közel állandóak. Az ilyen fajta leírások közül az egyik legismertebb és legsikeresebben alkalmazott a Monin-Obukhov-féle (M- O) hasonlósági elmélet (Arya 1988).
