大气边界层

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大气边界层大气边界层

大气边界层正文

　　靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。大气流过地面时，地面上各种粗糙元，如草、沙粒、庄稼、树木、房屋等会使大气流动受阻，这种摩擦阻力由于大气中的湍流而向上传递，并随高度的增加而逐渐减弱，达到某一高度后便可忽略。此高度称为大气边界层厚度，它随气象条件、地形、地面粗糙度而变化，大致为300～1000米。
　　从流体力学角度看，大气边界层气流（即风）有如下特点：
　　①风速随高度增加而逐渐增大　风速在地表面等于零，而在大气边界层外缘同地转风速度相等。变化规律可用经验公式表示：

大气边界层

式中v_∞为离地面z处的风速;v_∞r为在离地面zr处某参考点的风速；n为幂指数,随地面粗糙度和温度而变化。加拿大的A.G.达文波特根据现场观测，得出几种典型地貌的n值（见表）。

　　②湍流结构　在大气边界层中，大气流动具有很大的随机性，基本上是湍流流动，其结构可用湍流度、雷诺应力、相关函数和频谱（见湍流理论）等表示，气流湍流度可达20％。
　　③风向偏转　在北半球，由于地球自转产生的科里奥利力（见相对运动）的作用，顺着地面附近风的方向看，风向随高度的增加逐渐向右偏转（见图），而在大气边界层外缘，与地转风的风向相合，风向偏转角度因时因地而异，一般可达几十度以上。

　　④温度层结（即温度梯度）　大气温度T随高度z而变化，其变化率直接影响大气的稳定度。当（г为大气干绝热递减率，约为每一百米0.98℃）,大气呈稳定的状态；特别是当时，稳定度特别大,称为逆温状态；当时,大气呈中性稳定状态；当时，大气呈不稳定状态。