連續陣風或隨機陣風是在空間和時間上隨機變化的風。連續陣風模型之目的為描述大氣湍流，尤其是晴空湍流和風暴中的湍流風。美國聯邦航空管理局 (FAA) 和美國國防部也有提出一些針對飛機設計利用的連續陣風模型。
連續陣風的模型
陣風有很多種模型，但只有 Dryden 和 von Kármán 模型這兩種模型用於應用。這兩個模型都是依據功率譜密度定義陣風，此陣風之線速度及角速度都是以端流長度尺度及強度做參數。這些模型之速度分量可以當作擾動項納入飛機運動方程。雖然這些連續陣風模型不是白噪音，但濾波器仍然可以設計為採用 Dryden 或 von Kármán 模型輸入白噪聲並輸出隨機過程。 其線速度縱向分量之功率譜密度為
\Phi_{u_g}(\Omega)=\sigma_u^2\frac{2 L_u}{\pi} \frac{1}{1+ (L_u \Omega)^2}
ug 是陣風的縱向線速度分量，σu 是湍流強度， Lu 是湍流長度尺度，Ω 是空間頻率。
Dryden模型對於所有速度分量都有有理功率譜密度。這代表存在一個好的濾波器能夠將輸入白噪音並以Dryden模型的功率譜密度輸出隨機過程。
von Kármán模型
von Kármán模型是美國聯邦航空管理局和國防部偏好的連續陣風模型， 在此模型中, 其線速度縱向分量之功率譜密度為
\Phi_{u_g}(\Omega)=\sigma_u^2\frac{2 L_u}{\pi} \frac{1}{ \left(1+ (1.339 L_u \Omega)^2 \right)^\frac{5}{6}}
ug 是陣風的縱向線速度分量，σu 是湍流強度， Lu 是湍流長度尺度，Ω 是空間頻率。
von Kármán模型的功率譜密度為無理化的，故沒有濾波器能將輸入的白噪音以Dryden模型的功率譜密度輸出隨機過程，僅能找到一個近似的濾波器而已。
振幅依賴性
上述提到的兩個模型都被湍流強度及長度尺度參數化。這兩個參數的結合決定了功率譜密度的形狀故模型的品質與觀察到的湍流吻合。很多不同的結合方法都可以在適用頻率範圍內給出真實的功率譜密度。 國防部給出的公式包含了這兩種參數的不同選擇，包括它們對高度的依賴性，並總結如下：
低空
低空的定義為高度在10 ft AGL和1000 ft AGL。
長度尺度
在低空，長度尺度是高度的函數：
2L_w = h
L_u=2L_v=\frac{h}{(0.177+0.000823h)^{1.2}}
h 是高度AGL。 在1000 ft AGL， Lu = 2Lv = 2Lw = 1000 ft。
湍流強度
在低空，湍流強度被W20給參數化，W20是20 ft高的風速。
\sigma_w=0.1W_{20}
\frac{\sigma_u}{\sigma_w}=\frac{\sigma_v}{\sigma_w}=\frac{1}{(0.177+0.000823h)^{0.4}}
在1000 ft AGL，
\sigma_u=\sigma_v=\sigma_w=0.1W_{20}
中高空
中高空的定義為 2000 ft AGL以上。
長度尺度
對於 Dryden model，
L_u=2L_v=2L_w=1750 \text{ft}
對於 von Kármán model，
L_u=2L_v=2L_w=2500 \text{ft}
湍流強度
在高空
\sigma_u=\sigma_v=\sigma_w
它們都被超越的機率或湍流嚴重性參數化。同時，在軍方的參數當中，同時也有利用湍流強度和高度做圖。在圖中可以對應到不同的湍流嚴重性。
中高空
介於 1000 ft AGL 和 2000 ft AGL，長度尺度和湍流強度是利用 1000 ft 和 2000 ft 的數值進行線性插值。
湍流軸
超過 1750 ft，湍流的軸與風的參考系相同。低於1750 ft，縱向的湍流軸與地球參考系的z軸相同。縱向的湍流軸與平均風向量在地球的水平投影互相平行，而側向的湍流軸可以被右手定則決定。
參見
- 晴空亂流
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註解
參考資料
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