Каталог экспериментальных и эталонных данных для модели воздуха

Единая точка входа: какие данные есть, где лежат, что дают и для чего годятся. Числа здесь не пересчитаны, а взяты из перечисленных файлов (везде указан файл-источник; большие таблицы не копируются). Составлено 30.09.2026 на ветке air/perdigao.

Обозначения надёжности — как в docs/research/calibration_data.md: И измерение, И² вторичный источник (сверить), Т теория, П правило пилотов, М эмпирическая модель.

Не путать: L/H — длина зоны рециркуляции / высота гряды (Menke 2019); λ/h (Params.lam_frac) — параметр модели, асимптотическая длина перемешивания / толщина слоя.

1. Навигатор

Перекалибровка Askervein (ветка air/recal, копия ~/deltaplan-wf-recal) — в работе; новые числа и файлы здесь не учтены.

2. По наборам

A. Askervein (масштаб 1 и 3)

• Измерено. Холм 116 м над окрестностью, уклоны в основном < 20 %, вереск/трава z0 ≈ 0,03 м. Мачты по линиям A, AA, B, вершина HT, CP, эталон RS. Ветер 210°, U10(RS) 8,9 м/с, Ri = −0,011 (почти нейтрально), эталонный прогон MF03-D, 3.10.1983 14–17 ч (calibration_data.md §2.3).
• Файлы (askervein/README.md): askervein_validation1.txt (S, ТКЭ, FSR = ΔS/S_ref с min/max), askervein_inlet1.txt (набегающий профиль RS), askervein_sensor1.txt, askervein_elevation-roughness.map (WAsP; рельеф и шероховатость).
• Ключевые числа. Разгон на вершине HT, 10 м: ΔS ≈ 0,8 ± 0,1 (И²; №3). Для χ² AM-09 взяты 36 точек на 10 м (σ = полуширина FSRmin/FSRmax, 0,004–0,12, обычно 0,04–0,07) и профиль на HT 15/24/34 м (σ = 0,05, назначена) — 39 наблюдаемых (docs/research/air-model-tune.md, «Наблюдаемые»). Для масштаба 3: ТКЭ/ТКЭ(RS, 10 м) на 13 мачтах (линия A 9 точек, AASW10, CP 5/10/16 м), σ = 15 % отношения (назначена).
• Годится для. Разгон над гребнем и его профиль по высоте; затухание разгона; калибровка λ/h, α притока, z0 (Моррис показал, что Askervein различает по сути одну комбинацию параметров, air_model_sensitivity.md «Коротко»); ТКЭ по мачтам как проверка масштаба 3; профиль притока (inlet1) — как вход, RS-профиль предложен в наблюдаемые для перекалибровки.
• Ограничения. Нейтральная стратификация, один ветер, один холм; соседние точки коррелированы, ndf меньше 38; высоты 3/5/8 м исключены (ниже 1,5Δz сетки 12,5 м); тормозящий подветренный след и ротор не покрыты — нужен Perdigão. Данные на подветренной стороне: всего 3 точки (ANE10/20/40).

B. Perdigão: мачты ISFS

• Измерено. Две параллельные гряды (ось СЗ–ЮВ, перпендикуляр 45°/225°), перепад долина–гребень ~200 м, гребень–гребень ~1,4 км, лес пятнами (эвкалипт 20–25 м, сосна до 15 м). Кампания 2016-12…2017-07, IOP 1.05–15.06.2017. 5-минутные статистики соников: spd, dir, u, v, w, T, ковариации (u’u’, w’T’ …).
• Файлы в git. towers_layout.csv (номер, имя, высота рельефа, азимут стрелы, E/N), screen_all_hours.csv (2132 часа IOP: направление, U100, z/L, Ri), screen_candidates.csv, cases/ne_20170427_{5min,windowmean}.csv, cases/sw_20170511_{5min,windowmean}.csv (TKE = ½(u’u’+v’v’+w’w’), u*, w’T’). Скрипты — scripts/. Скачать заново: список и путь в perdigao/README.md (THREDDS U.Porto, без регистрации).
• Случаи. NE 27.04.2017 17–19 UTC (ветер 63°, U100 7,9–8,8 м/с; z/L −0,23…+0,05, Ri −0,16…−0,10; окно 2 ч). SW 11.05.2017 10 UTC (216°, 8,8 м/с, z/L −0,14, Ri 0,075; окно 1 ч; в долине поворот на 130–170°, случай граничный по направлению). Отбор: сектор ±20° от нормали, 5–13 м/с, |z/L|<0,5, |Ri|<0,2 — всего 11 нейтральных часов за IOP.
• Что видно (NE, 2 ч). Над гребнем tse13 на 100 м 8,8 м/с, на 10 м — 1,2 (кроны); на подветренном склоне U10 = 0,4–1,2 м/с, направление разворачивается на 200–270° (обратное течение у земли); tse09 (дно долины), 100 м: 2,8 м/с, 152°, ТКЭ 1–4 м²/с² (cases/ne_20170427_windowmean.csv).
• Годится для. Скорость и ТКЭ за гребнем ~200 м на разных высотах; профиль над гребнем (10…100 м, tse04/tse13) и в долине (tse09); влияние леса на нижние уровни; проверка λ/h и λ за гребнем (air_model_sensitivity.md, «Что подгонять дальше», п. 2).
• Ограничения. σ отдельно не назначены (5-минутные ряды дают разброс внутри окна; для χ² нужна оговорка о независимости точек); два случая; z/L считан по сонику на гребне (100 м), критерий грубый; номинальные высоты приборов (точные — hs(agl) в раскладке Palma 2018); лес без карты полога (готовых DSC-моделей нет); ЦМР не качалась (строится своим конвейером, Copernicus GLO-30).

C. Perdigão: лидары DTU (RHI)

• Измерено. Вертикальные разрезы (RHI) лучевой скорости, 23 скана за 10 мин, ворота 15 м, дальность 100–2995 м, формат e-WindLidar (VEL, CNR, WIDTH, углы, position_x/y/z в системе мачт).
• Файлы. В git: композитные средние cases/rhi_ne_20170427_WS{1,3}, rhi_sw_20170511_WS{1,3,5,6} (.npz + .png, CNR > −27 дБ, положительная скорость — от лидара). Вне git: raw/dtu/transect/WS1..7 (318 МБ); на сервере сотни ГБ (WS1 ~30 ГБ, WS2 28, WS3 43, WS5–7 по ~9), не качать целиком. Есть ещё ridge/ и vm/ (не смотрели), а также лидары DLR, ND, ARL, CLAMPS, Cornell, ENERCON (не смотрели).
• Годится для. Форма и длина зоны обратного течения на конкретных разрезах; профиль лучевой скорости над долиной. Восстановить истинную u нельзя (малые углы места), сравнивать нужно лучевую скорость вдоль луча.
• Ограничения. Слепая зона у земли и на подветренном склоне (CNR ниже порога), ворота 15 м, композит усредняет положение отрыва; для SW есть только 2 файла WS5–7.

D. Menke et al. 2019

• Что. Статистика зоны рециркуляции по трём разрезам поперёк гряд (Табл. 2), 8.04–14.06.2017, ветер в секторах 214–254° и 34–74°, 1619 периодов (Рис. 3 пишет 1613). Критерий: обратная скорость > 0,5 м/с, длина > 50 м.
• Ключевые числа (menke2019/summary.md, CSV с колонкой source). Частота 52 % (по разрезам 69/51/32 %; ЮЗ 55 %, СВ 49 %); при U100 ≥ 8 м/с ЮЗ 0,91, СВ 0,71. Длина 697 м в среднем (разрез 3 −22 %, разрез 1 +9 %), глубина 157 м над дном (максимумы 300/215/189 м). Обратная скорость: медиана максимумов 2,0/1,5/1,4 м/с, отношение к U100 при Ri≈0 — 0,22 (0,05–0,55). Удар по гребню (Табл. 4): ΔU ЮЗ −7,1 % с зоной против +2,5 % без; TI 13,0→20,8 %. Случай 5.05.2017 16:30 UTC: длина 807 м, верх 192 м над дном, U100 на подветренном гребне −50 %.
• Предложенные наблюдаемые (summary.md, таблица №1–6, σ назначены там же): L 700 ± 100 м (L/H ≈ 2,8), глубина 157 ± 30 м, u_обр,max/U100 0,22 ± 0,08, вероятность зоны при U100 ≥ 8 м/с 0,90/0,75 ± 0,08, ΔU100 −7 %/+15 % ± 10 п.п., прирост TI +4,2/+1,9 п.п. ± 2 п.п. Главные для калибровки — №1–3.
• Файлы. table2_transects.csv, fig6_ri_hist.csv, fig7_speed_hist.csv, fig8_zones_approx.csv, fig10_ratio_envelope.csv, stats_text_tables.csv.
• Ограничения. Условная статистика (по «рециркуляционным» периодам), реальный лес и 3-D рельеф; слепая зона у земли (длина смещена вниз); разрез 3 с холмом в долине исключать; оцифровка: Рис. 7 ±3 %, Рис. 6 ±2, Рис. 8 ±50 м, Рис. 10 ±0,03; распределений размеров нет, только средние/максимумы/медианы; асимметрию ЮЗ/СВ не подгонять.

E. Lubitz & White 2007

Труба, 7 хребтов/холмов (табл. 2): H/L 0,25…0,67 → ΔS_max 0,35…1,08, ±15 % (№5); середина склона 0,24 против вершины 0,68 (№6); подножие −0,27 (2D), −0,30, −0,25 (№8). Altamont (H=235 м, L=503 м, 24,4 м над землёй, 2001–2003): нейтрально ΔS = 0,87 (σ 0,52, N=200), кл. D 1,52 (σ 1,10), E 2,93 (σ 1,74), F 3,28 (σ 2,38), все 1,64 (σ 1,47; N=1104) (№4). Годится: нейтральный разгон и подножие; устойчивые классы — оценка эффекта развязки, не разгона. Разброс отсчёта σ ≈ ΔS, точнее ±30 % не калибровать. Косой ветер: формула Baker 1985 (№7, М).

F. Jackson–Hunt / Taylor–Lee 1984

ΔS_max = B·H/L, B ≈ 2,0 (2D хребет; по др. версии 1,6), 0,8 (уступ), 1,6 (осесимм.), ±15 %; затухание exp(−A z/L), A ≈ 3/2,5/4 (№1–2). Годится как ориентир формы и масштаба; проверки пилота (хребет Аньези) в AM-09/Моррисе построены на нём.

G. Седловины

Gebbies Pass: +40…60 % на 10 м над седлом (седло ≈ 300 м между грядами ≈ 500 м), ±10 % (№13); Бреннер/MAP 20.10.1999: над перевалом 8–10, в долине 16–19, у выхода > 21 м/с (№15). Годится: множитель седла в нейтральном потоке ×1,4–1,6, максимум у выхода при устойчивой стратификации. Зависимости от геометрии и Fr нет.

H. Термики

Профиль ŵ/w*, диаметр d/z_i, число N·z_i/L = 1,2 на 0,4 z_i (σ 30 %, назн.), σ_w/w* (№16–19); статистика w*, z_i Desert Rock (№20–21); парапланы Франции, 1,47 млн наборов: потолок летом 1353…1716 м, набор 1,03…1,41 м/с (№22–24). Годится: масштаб 2 — плотность, диаметр, потолок. Ограничения: L&S — над морем; Allen — пустыня; шаг сильных термиков 1–1,5 z_i моделью по построению не воспроизводится (air_model_tune.md).

I. Поверхность

Боуэн 10/5/0,5/0,2/0,1 (Stull, П ±×2), лес против луга ≈ 2× явного тепла, +120 W/m² при жаре ±25, альбедо 0,13/0,21 (№27–29). Альбедо-таблицы И², сверить. Потока над скалами, осыпями и южными склонами нет (пробел).

J. Профили и суточный ход

Сухая адиабата 9,76 K/км, влажные 6,5/4,3/3,6 K/км (Т, №25–26); T_max ≈ T850 + 14 °C (П, №32); пороги ливня/грозы (П, №33); CBL, инверсия, склоновый ветер 1–5 м/с толщиной 20–200 м, долинный 3–7 м/с (П/И², σ ±30–50 %, §4).

K. FAA и пилот

См. §4 «Пилотские наблюдения».

L. Bolund

Не используем — нерелевантно низкий уступ (решение пользователя 30.09.2026). Числа остаются в calibration_data.md §2.4 (пузырь 1–3 м при H=12 м, ТКЭ ×10–20; ошибка лучших RANS по скорости 13–15 %) только как справка; из планов калибровки убрать (air_model_sensitivity.md и air_model_progress.md ещё называют его вместе с Perdigão).

3. По явлениям

4. Пилотские наблюдения (назначенные σ)

Слова пилота 29.09.2026 (docs/research/slope_wind.md §8): усиление распространяется на 2 высоты горы от подножия, на 2,5 H поток уже ламинарный; седловина: ветер ~×1,5 вдоль оси, при косом до 15°; косой ветер — эффект меньше; провалы и болтанку не трогать. Решение пользователя: слова пилота не входят в χ², только таблица сравнения после калибровки. Числа для сравнения:

• седловина ×1,5 ± 0,2 (№14, назн.); высота полосы 2 H (пилот) / 2–3 H (FAA) ± 0,5 H (№11); w(45°)/w(0°) 0,55–0,8 (air_model_sensitivity.md); подъём над склоном 1:4 при 7,7 м/с ≈ 1,8 м/с ± 30 % (FAA, №12).
• Пороги проверок в Моррисе: 0,1 м/с на вариометре, 0,3 м/с ветра, 5 % разгона (air_model_sensitivity.md «Случаи и наблюдаемые»).
• КУЛП-СД-87: пределы ветра по разрядам, «сильный ТПВ» ≥ 5 м/с (№34, П). Вопросы пилотам — calibration_data.md §10.
• Не подгонять: σ_u за гребнем Синюхи +52 % (проверка в полёте, air_model_progress.md).

5. Производные данные (не эксперимент)

• AM-09: tools/research/tune/out/ (fit_s1.json, fit_s3.json, runs_s1_*.jsonl, tke_model.json, pilot_check.json, cost_check.json, рисунки fig_s1_*, fig_s3_tke.png); скрипты tools/research/tune/ (fit_s1.py, fit_s3.py, pilot_check.py). Результат: λ/h = 0,25 (−0,015) на верхней физичной границе; z0 = 0,034 ± 0,011 м; масштаб 1 χ² = 86,2/38 (прежнее λ/h = 0,1 — 103,5); масштаб 3 χ² = 141/13; литературные проверки 5,4/6; сводно 233/59 (air_model_tune.md).
• Моррис: tools/research/morris/out/ (morris.json, morris_table.csv, plan*.json, s3_runs.json, lists.md, fig_*.png), 16 факторов, 1230 прогонов (air_model_sensitivity.md).

6. Расхождения между файлами (замечено при сборке)

1. calibration_data.md §9 всё ещё перечисляет «точные ряды Askervein» и «ротор за хребтом» как пробелы, хотя данные Askervein скачаны (дополнение 29.09), а ротор закрывает Perdigão.
2. Опорная скорость Askervein: «≈ 9 м/с» (calibration_data.md №3) против 8,9 м/с (остальные файлы).
3. Menke: 1619 периодов (текст) против 1613 (Рис. 3); порог CNR −24 дБ (статья) против −27 дБ (наш rhi_composite.py).
4. Обозначения: «λ/h» в menke2019/summary.md означало отношение длины зоны к высоте гряды; переименовано в L/H, параметр модели λ/h — отдельно.
5. air_model_sensitivity.md и air_model_progress.md (п. 5) называют Bolund источником данных для λ/h; решение 30.09.2026 — не использовать.
6. Вывод AM-09 «λ/h = 0,25» в ветке air/recal назван временным (AM-09 — артефакт подгонки); итог перекалибровки ожидается.