稠密林冠流中间歇性动量输运的尺度分析

我们研究了在植被林冠存在下、中性层结大气边界层近壁区内动量输运的间歇性动力学及其潜在时间尺度。这是通过对动量通量事件的持续时间序列（连续过零之间的周期）及其与喷射-扫掠循环的关联进行实证分析实现的。利用来自 GoAmazon campaign 的高频观测数据（覆盖稠密林冠内及上方的多个高度），分析表明：当来自四个不同象限的动量通量事件的持续时间序列（$t_p$）分别由 $\Gamma_{w}$（垂直速度积分时间尺度）归一化时，其分布（$P(t_p/\Gamma_{w})$）保持高度不变。该结果指向由林冠诱导的相干结构所施加的持久记忆，以及它们作为林冠空气层与紧邻上方区域之间高效动量输运机制的作用。此外，$P(t_p/\Gamma_{w})$ 在 $t_{p}<\Gamma_{w}$ 时呈现幂律标度，而在 $t_{p} \geq \Gamma_{w}$ 时出现指数尾部。通过基于 $t_p$ 分离通量事件，我们发现：在林冠紧上方高度处，约 80% 的动量由长寿命事件（$t_{p} \geq \Gamma_{w}$）输运，而短寿命事件（$t_{p} < \Gamma_{w}$）仅贡献微小（$\approx$ 20%）。为解释瞬时通量幅值对动量输运的作用，我们将观测与一新开发的替代数据进行比较，并确定通量幅值变化所涉及的时间尺度范围随从林冠内过渡到林冠上方而趋于增大。