Это исследование позволяет улучшить краткосрочный численный прогноз метеорологических и турбулентных переменных, используя уравнения гидродинамики и схему замыкания двух уравнений турбулентности, включающую уравнения ТКЕ и диссипации.
Основные уравнения написаны в рамках K-теории турбулентности для нестационарной стратифицированной, бароклинной, гидростатической атмосферы в изобарической и z-системах координат. Конечно-разностные уравнения решаются с помощью метода последовательных приближений. Это позволяет применить неявное интегрирование по времени, которое обеспечивает вычислительную устойчивость и положительные значения ТКЕ и диссипации.
Прогноз на 2 суток метеорологических и турбулентных переменных был рассчитан по Северному полушарию. Пространственное распределение метеорологических и турбулентных переменных анализировалось для области 0-45E, 40-65N.
Анализ показал сильную турбулентность в полдень при неустойчивой стратификации и отсутствие турбулентности ночью при устойчивой.
Переменные атмосферного пограничного слоя рассчитываются в 3-километровом слое с вертикальным шагом 50 м в точках модельной сетки для холмистых и гористых районов. Прогностические результаты показывают количественные соотношения между температурной стратификацией, сдвигом ветра и турбулентными параметрами. Сравнение метеорологических условий в районах турбулентности показывает, что в дневные часы сильная турбулентность развивается при одинаковых метеорологических условиях в обоих районах, но в ночное время в холмистых районах турбулентность исчезает при сильной устойчивой стратификации быстрее, чем в горной местности. Результаты анализа прогностической структуры турбулентности показали, что во второй половине дня и ранним утром (переходный период) наблюдаются отдельные остаточные слои, где турбулентность все еще активна, развиваясь выше устойчиво стратифицированной нижней части пограничного слоя. Количественные параметры турбулентности и метеорологические условия отдельных остаточных слоев представлены.