大气湍流规律

雷诺实验证实，对于粘滞流体，湍流的发生与流场的雷诺数Re有关，Re是运动粘度υ和特征速度v的比值，以及特征长度的无量纲表示。Re值决定了惯性力和粘性力之间的平衡。当雷诺数增大，流体中的扰动更容易从主流中获取能量，形成湍流，但这只是必要条件而非充分条件。

动力学因素如风速切变起着关键作用。当风速变化足够大，能引发波动的不稳定，进而转化为湍流运动。热力学因素，如温度分布的不均匀性，也会影响大气湍流。当水平温度分布不均且存在斜压性不稳定时，大气扰动增强，风速切变增大，这些条件有利于湍流的生成和发展，尤其是在晴空区域。

理查孙数R是另一个判断大气稳定性的指标，它涉及位温、重力加速度以及风速和温度的铅直切变。R的值小于零表示不稳定，浮力会推动湍流增强；大于零时，湍流会反抗浮力，消耗能量。当R达到临界值，湍流可能被抑制，转为层流或波动。临界理查孙数大约在0.25至1之间，具体数值还需进一步实验验证。在接近中性大气（R接近零）时，湍流的发展和抑制还取决于其他物理因素。

大气湍流是大气中的一种重要运动形式，它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强，远大于分子运动的交换强度。大气湍流的存在同时对光波、声波和电磁波在大气中的传播产生一定的干扰作用。