バルクリチャードソン数

バルク・リチャードソン数（BRN）は、勾配リチャードソン数の近似値である。^{[ 1 ]} BRNは気象学における無次元比であり、乱流の消費量を乱流のシア生成量（風シアによって引き起こされる乱流運動エネルギーの生成）で割った値である。これは、動的安定性と乱流の形成を示すために使用される。

BRNは、広く利用可能なラジオゾンデデータと、空間の離散的な地点での風と気温の測定値を提供する数値天気予報のため、気象学で頻繁に使用されています。^{[ 2 ]}

式

以下はBRNの式です。gは重力加速度、T _vは絶対仮想温度、Δθ _vは層の厚さ全体にわたる仮想位置温度差、Δ zは垂直深度、Δ UとΔ Vは同じ層全体にわたる水平風成分の変化です。^{[ 1 ]}

${\displaystyle R_{B}={\frac {(g/T_{v})\Delta \theta _{v}\Delta z}{(\Delta U)^{2}+(\Delta V)^{2}}}}$

重要な価値と解釈

高い値は不安定な環境、または弱い剪断力のある環境を示し、低い値は弱い不安定性、または強い垂直剪断力のある環境を示します。一般的に、10から50程度の値は、スーパーセルの発達に適した環境条件を示唆しています。^{[ 3 ]}

層厚が小さくなる限界において、バルク・リチャードソン数は勾配リチャードソン数に近づき、その臨界リチャードソン数はおおよそRi _c = 0.25となる。この臨界値より小さい数値は動的に不安定であり、乱流状態になるか、乱流状態が持続する可能性が高くなる。^{[ 1 ]}

臨界値0.25は局所的な勾配にのみ適用され、厚い層をまたぐ有限差分には適用されません。層が厚くなるほど、対象層の小さなサブ領域内で発生する大きな勾配を平均化してしまう可能性が高くなります。その結果、乱流発生の予測に不確実性が生じ、平滑化された勾配を用いて妥当な結果を得るためには、臨界リチャードソン数を人為的に大きく設定する必要があります。つまり、層が薄いほど、臨界リチャードソン数は理論値に近くなるということです。^{[ 2 ]}

参照

• モニン・オブホフ長
• リチャードソン数
• 大気力学
• 大気熱力学

参考文献

1. 「バルク・リチャードソン数」 . AMS用語集.アメリカ気象学会. 2015年12月29日閲覧。
2. スタル、ローランド（1988年7月31日）境界層気象学入門. ノーウェル、マサチューセッツ州：クルーワー・アカデミック・パブリッシャーズ. pp.  177– 180. ISBN 978-90-277-2769-5。
3. 「用語集」 NOAA国立気象局. 2015年12月29日閲覧。

さらに読む

• ヘルプ - バルクリチャードソン数- NOAA嵐予測センター
• リチャード・L・トンプソン、ロジャー・エドワーズ、ジョン・A・ハート、キンバリー・L・エルモア、ポール・マルコウスキー（2003年12月）「ラピッド・アップデート・サイクルから得られたスーパーセル環境内の近接測深」（PDF） .天気と予報. 18 (6). アメリカ気象学会: 1243– 1261.書誌コード: 2003WtFor..18.1243T . doi : 10.1175/1520-0434(2003)018<1243:CPSWSE>2.0.CO;2 .