Turbulent sensible heat flux in Łódź obtained from scintillometer measuerments - comparison of free and mix algorithms

The primary aim of this paper was to present the results of turbulent sensible heat flux (QH) measurements with Scintillometer Scintec BLS900 (LAS). The theoretical background of scintillation method has been presented as well as two different ways of sensible heat flux computation from LAS. The measurements presented here were conducted from April to December 2011. Diurnal and partially annual variability of QH has been analyzed, moreover the mean diurnal course of QH in considered months has been prepared. In order to choose the optimal method of QH computation from LAS the results obtained with three different Monin-Obuchov similarity theory functions as well as free convection assumption has been compared. In first case it has been proved that sensible heat flux differs significantly depending on chosen universal function. In turn in case of free convection assumptions it has been revealed that it is valid only for very unstable conditions. Therefore it does not apply to long-time heat flux measurement in case of Łódź. Nevertheless, this study has shown that scintillation method is valuable and reasonable source of path-averaged QH estimates in considered city.

Głównym celem pracy była prezentacja wyników pomiarów turbulencyjnego strumienia ciepła jawnego (QH) w Łodzi za pomocą scyntylometru Scintec BLS900. Przedstawione zostały założenia teoretyczne metody scyntylacyjnej, jak również metody wyznaczania strumienia ciepła jawnego za pomocą scyntylometru. Pomiary obejmowały okres od kwietnia do grudnia 2011 roku. Przeanalizowano dobową oraz częściowo roczną zmienność QH, wyznaczając przy tym średnie dobowe jego przebiegi dla poszczególnych miesięcy. W celu wyznaczenia optymalnej metody estymacji QH z pomiarów scyntylometrycznych porównano wyniki uzyskane przy wykorzystaniu trzech różnych funkcji uniwersalnych teorii podobieństwa Monina-Obuchova, jak również przybliżenia dla swobodnej konwekcji. W pierwszym przypadku wykazano, iż strumieni ciepła jawnego w znacznym stopniu różni się, w zależności od zastosowanej funkcji uniwersalnej. Z kolei założenie swobodnej konwekcji w Łodzi sprawdza się jedynie w przypadku silnie chwiejnej warstwy granicznej. Ponadto wykazano, iż w przypadku Łodzi metoda scyntylacyjna stanowi wiarygodną alternatywę wyznaczania strumieni turbulencyjnych.