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近地面层

更新时间:2024-06-15点击次数:

近地面层

时间: 2014-12-06 16:25:35 来源:陕西威瑞仪器仪表有限公司
近地面层亦称“地面边界层”、“表面边界层”。离地面50m左右厚的气层,其各种属性(动量、热量等)的湍流铅直通量近似为常数。
目录
  • • 概述
  • • 特性

概述

近地面层(surface layer)亦称“地面边界层”、“表面边界层”。离地面50m左右厚的气层,其各种属性(动量、热量等)的湍流铅直通量近似为常数。由此可导得适合于该层的风速和温度廓线规律,故特别命名为近地层(常值通量层)。

大气近地面层的基本特征决定于地面和大气之间动力的和热力的相互作用。由于地面的摩擦作用,近地面层大气有明显的湍流特征,大气的湍流粘性远远大于分子粘性。因为地面阻碍了空气质点的铅直交换,所以湍流交换越靠近地面越弱,气象要素的铅直梯度越靠近地面越大。由于受太阳辐射的影响,地面的热状况有明显的日变化,因此近地面层大气的气象要素的日变化也很大。

特性

实用中可将近地层的规律近似应用到100m左右。该层受下垫面的强烈影响,除了极靠近地面的层流副层(在比较粗糙的地面,层流副层遭破坏而不存在)外,均有明显的湍流特性。在各项作用力中,湍流粘性力起重要作用,气压梯度力和地转偏向力可以略而不计。由于直接受下垫面作用,故风速和温度等气象要素具有很大的铅直梯度和明显的日变化。该层中平均风向可以近似认为不随高度改变。该层与人类生产、生活关系最为密切,研究较为充分。

在大气近地面层,通过湍流运动使得地面附近的热量、水汽等物理量与上层大气进行交换,这对计算蒸发量和预报霜冻有重要意义。湍流运动也可将人类排放的微尘和有害气体向高层输送和扩散(见大气湍流扩散),从而使有害物质稀释。这些作用对农业生产和环境保护都是很重要的。大气近地面层中,各物理量的湍流输送有如下的特点:湍流切应力向量的方向和数值基本上不随高度变化,即动量铅直通量基本上不随高度变化,水汽的铅直湍流通量也不随高度变化,并等于下垫面的蒸发速度。