Análisis y caracterización de la capa superficial atmosférica

Abstract

[spa] Esta tesis tiene como objetivo general contribuir a mejorar la comprensión y el conocimiento de la estructura térmica y dinámica de la capa superficial atmosférica. Para cumplir con este objetivo se ha recurrido al tratamiento y el análisis de datos procedentes de diversos instrumentos de exploración en diferentes campañas experimentales.

El trabajo realizado se divide en tres partes: la microclimatología, el problema de la indeterminación y el análisis de la capa superficial nocturna.

El estudio microclimatólogico ayuda a caracterizar el comportamiento medio de las variables termodinámicas en la capa superficial atmosférica.

El problema de la indeterminación de las ecuaciones del movimiento se aborda desde dos puntos de vista diferentes. Por un lado, en base a la teoría de semejanza (indeterminación de orden cero) se presentan nuevas parametrizaciones para los valores medios de las principales variables atmosféricas comparándose con algunas existentes en la bibliografía. Por otra parte, se parametrizan los estadísticos turbulentos (indeterminación de orden uno) a partir del módulo del viento y el gradiente térmico.

El análisis de la capa superficial nocturna engloba la caracterización de los regímenes estables y el estudio de diferentes fenómenos que en ella tienen lugar, tales como la intermitencia de la turbulencia, el flujo de drenaje y las inestabilidades de Kelvin-Helmholtz.

[eng] This doctoral thesis aims at contributing to the improvement of the understanding of the thermal and dynamic structure of the atmospheric surface layer. It is based on the analysis of data collected in experiments, in which different exploratory instruments are used.

The investigation was developed in three parts: the microclimatology, the closure problem and the analysis of the nocturnal surface layer.

The microclimatology analysis helps to characterize the average behaviour of the thermodynamic variables in the atmospheric surface layer.

The closure problem appears in the set of equations of the turbulent flow. We approach the problem from two different perspectives. On the one hand, we use the similarity theory (zero-order closure) where we present new parameterisations of the mean values of the main atmospheric variables. On the other hand, we find parameterisations of the turbulent statisticians (one-order closure) from mean wind and thermal gradient.

The nocturnal surface layer analysis includes the characterization of the stable regimens and the study of different phenomena that happen in these stable regimens, such as the intermittence turbulence, the drainage flow and the Kelvin-Helmholtz instabilities.