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大气边界层

靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层。从地表向上,其厚度随地面粗糙度和风速的增大或大气不稳定度的增强而增加,变化的范围在三四百米到一两千米之间。因该层内空气运动明显受地面摩擦作用的影响,又称摩擦层。就整个地球大气而言,该层只不过是紧贴地球表面的很薄的一层大气。一般而言,行星和行星大气之间,都存在因和行星表面摩擦而引起的这种边界层,故又称行星边界层。大气边界层又分为距地面约 100米以上的埃克曼层(见埃克曼螺线)和 100米以下的大气近地面层。埃克曼层又称上部摩擦层和上边界层。在摩擦层的上面,大气中的湍流粘性力(摩擦力)的影响可以忽略不计,称为自由大气。

在大气边界层内,风速、温度和湿度有明显的日变化。这种日变化随着高度的增大而减少;气溶胶的含量一般随着高度增大而减小;大气电、光和其他物理特性也明显随高度而变化。地面和自由大气之间的热量、水汽等物理量的交换,是通过大气边界层进行的。

大气边界层的特点,基本上取决于下垫面的热力和动力状况。下垫面的不均匀性(如地形、热状况等的变化),对大气边界层的结构有明显的影响。下垫面变化可能在大气边界层内形成内边界层(次生边界层),它的厚度随着离下垫面发生突变处(如海陆交界处)的距离的增大而增大,这使大气边界层结构更为复杂,其温度、湿度、风和湍流特征等,随高度分布的规律,都比通常的大气边界层内的状况复杂得多。