第三章 近地层
近地层是大气边界层中最下面紧接地面的一个层次,厚度约是整个大气边界层的1/10的量级。人类主要生活于近地层,因此它与人类生活关系最为密切,也是边界层中研究得最充分的层次。人类认识边界层首先从近地层开始,因为离地近,最易于观测。近地层研究得到的结论就成为后来研究全边界层的基础。将近地层单独划分出来也因为它具有独特的特性,而这些独特的特性使其理论上的研究更为方便。如今,近地层的规律性人们已掌握得较为透彻,或者说,对它的认识已比较成熟。但对特殊下垫面上的近地层如冰雪、沙漠上的近地层、城市区域的近地层、各种植被上的近地层及其与下垫面的相互作用,则仍是探索中的问题,本章我们只介绍近地层的一般规律,并且不考虑它的时间变化,其时间变化我们将在以后章节中与整个边界层一起讨论。
§3。1近地层特征
近地层由于薄,便产生了一个主要特征:常值通量,因而近地层又称“常值通量层”。所谓常值通量是指通量(如动量通量、热量通量、水汽通量等)在近地层中可取为对高度不变的常数。我们关注这个特性的目的是由此可以引申出许多有用的结论来,近地层的已研究出的规律基本都建立在这个特性的基础上。实际上,通量是随高度变的,这从方程(2。2。15)就可看出,如果热通量严格不随高度变,那么近地层的温度将不会随时间变,显然这是不对的。问题是,当我们在考虑另一类问题,如近地层中气象要素的高度分布时,可以在一定近似程度上把通量看成不随高度改变的常数,这样可以推出一些规律,而这些规律又得到了实际观测的证实,因而常数通量概念就被人们所接受。
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