第二章 近地面气流

流体边界层：在流体动力学上，把固体边界附近受黏滞力作用，速度显著变小，速度梯度很大的流体薄层。

大气边界层（摩擦层）：大气物理学上，把空气运动明显受地面黏附（外摩擦）作用，具有很大风速垂直梯度的大气层。

表面边界层（近地面层/贴地层）：大气边界层的下部，近地面的空气薄层

近地层的特点

1）动量、热量和水汽以及其他物理属性的铅直输送量不随高度改变

2）气压（P）随高度变化可以忽略不计

3）实际温度梯度与位温梯度可以认为是基本相等的

4）气象要素的铅直梯度远远大于水平梯度

5）气象要素具有明显的日变化

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第一节   近地面气流的紊动性

1 流体的两种流态

层流：平滑的成层的流动

湍流：无规律或者有旋涡的流动

Re=Lu/r

一、风速的脉动特征

阵性度愈大，风的脉动愈强烈

二、风向的脉动

采用风向变率作为湍流阵性度分类的依据

A：每小时风向变化超过90°，风速微弱——热力湍流

B:1小时内变化15°~90°之间，起伏不规则——热力和动力湍流的混合作用

C：风向脉动频率很大，变化在15°~90——动力

D：湍流减弱到最低限度，热力稳定度抑制动力湍流的发展

第二节 大气稳定度

动力湍流：由于风的铅直切变，也就是动力因素引起的运动

热力对流：由热力条件（空气温度分布的差异和下垫面热力性质的影响）引起的对流。

湍能运动总是在动力和热力因素的共同作用下共同发生、发展起来的。

理查逊数的物理意义：空气团沿铅直方向运动抵抗重力的做功率与由湍能即量的供给率之比值，亦即表明空气团在运动过程中，热力因素与动力因素的对比关系，说明了某块气团的稳定度条件对于空气热交换的影响。

第三节 风速沿高程的分布

搬运沙子的风是湍流的

近地层大气的风速：用一定时间间隔（在气象学上，10分钟）的平均速度来代替瞬时速度

风速的分布：平均风速随高度的分布

一、稳定床面上的风速分布

1.下垫面的粗糙度

地面粗糙性质的决定因素粗糙元产生粗糙的最小单元，可以改变流速梯度，决定各流速梯度的范围。

空气动力粗糙度：沙子运动会改变地面的粗糙性质，运动程度直接依赖剪切力的大小。

结果:随着大气稳定性的增加，粗糙度增大。

2.摩阻速度的确定

二、植被和沙粒运动对近地层风的影响

1.植被对近地层风的影响

风速越大，层结越不稳定，零风速平面位移高度就越低。

2.动沙床面上的风速分布

统计风向总结一下规律吧！