大气近地面层

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大气近地面层大气近地面层

大气近地面层正文

　　直接邻贴地球表面的空气薄层。其厚度约为10～100米。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。
　　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。
　　大气近地面层中，风场的变化与温度场关系密切。风速随高度的分布，在地形平坦的条件下若为中性层结大气，则按对数规律分布：

大气近地面层

式中V_*是摩擦速度，大小等于地面摩擦作用引起的单位质量湍流切应力的平方根，其量纲和速度相同；K 是卡曼常数,它在不同著作中采用的数值不同,有的采用0.35，有的采用0.40；堸(z)是高度为z 处的平均风速；Z₀为粗糙度，是用于描述下垫面的空气动力学粗糙度的一种参数，以平均风速为零的高度表示。在稳定层结时，风速随高度的增大比对数规律快，在不稳定层结时，则比对数规律增长慢。在大气近地面层中，因为科里奥利力的作用可以忽略（见大气动力学），所以风向基本上不随高度改变。