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1、 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology边界层理论与陆面过程大气科学学院大气科学学院20112011级硕士研究生课程级硕士研究生课程主讲：陈海山教授主讲：陈海山教授1 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Informati
2、on Science & Technology课程简单介绍课程简单介绍课程简单介绍课程简单介绍对流层下部有一层直接与下垫面作用，有摩擦（动力）、对流层下部有一层直接与下垫面作用，有摩擦（动力）、热交换（热力）、水汽交换等作用。热交换（热力）、水汽交换等作用。2 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology 大气边界层大气边界层是指离地面是指离地面1212公里范围的大气层最底下的一个薄
3、层，公里范围的大气层最底下的一个薄层，它是它是大气与下垫面直接发生相互作用的层次大气与下垫面直接发生相互作用的层次，它与天气、气候以及大，它与天气、气候以及大气环境研究有非常密切的关系。气环境研究有非常密切的关系。由于人类的生命和工程活动绝大多数都是由于人类的生命和工程活动绝大多数都是发生在这一层次内，所以大气边界层的研究又与工业、农业、军事、交通、发生在这一层次内，所以大气边界层的研究又与工业、农业、军事、交通、以及城市规划和生态环境保护等紧密相关。以及城市规划和生态环境保护等紧密相关。动量、热量、动量、热量、水分、物质交换水分、物质交换3 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论
4、与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology（大气）边界层理论（大气）边界层理论主要研究发生在大气边界层主要研究发生在大气边界层中的各种动力和物理过程。中的各种动力和物理过程。 下边界：陆面过程下边界：陆面过程主要研究发生陆面的基本过主要研究发生陆面的基本过程及其与大气间的相互作用。程及其与大气间的相互作用。大气边界层：大气与下垫面（陆地、海洋）大气边界层：大气与下垫面（陆地、海洋） 之间形成的一个运动性质特殊的区域。之间形成的一个
5、运动性质特殊的区域。4 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology第一部分：（大气）边界层理论第一部分：（大气）边界层理论 阐述大气边界层基本概念和介绍理论、方程的基础上，阐述大气边界层基本概念和介绍理论、方程的基础上，讲解大气边界层研究的的特征、规律，试图给出大气边界层分析讲解大气边界层研究的的特征、规律，试图给出大气边界层分析的一般方法。的一般方法。l l大气边界层概述大气边界
6、层概述l l大气边界层湍流基础大气边界层湍流基础l l大气边界层（大气湍流）的控制方程和稳定性参数大气边界层（大气湍流）的控制方程和稳定性参数l l近地层气象学及近地层相似理论近地层气象学及近地层相似理论 （定常大气边界层）（定常大气边界层）l l下垫面的能量平衡和热力强迫下垫面的能量平衡和热力强迫l l地表湍流通量的计算方法地表湍流通量的计算方法l l非定常大气边界层（大气边界层）非定常大气边界层（大气边界层） l l非均匀下垫面大气边界层非均匀下垫面大气边界层l l大气边界层的数值模拟和边界层参数化简介大气边界层的数值模拟和边界层参数化简介课程讲授计划一课程讲授计划一课程讲授计划一课程讲授
7、计划一5 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology本部分重点介绍大气边界层物理最基本的内容，包括大气边界层的本部分重点介绍大气边界层物理最基本的内容，包括大气边界层的特征，描述大气边界层的主要数学物理工具，大气湍流理论，大气特征，描述大气边界层的主要数学物理工具，大气湍流理论，大气边界层的半经验相似理论、数值模拟等。边界层的半经验相似理论、数值模拟等。参考书目：参考书目： 杨长新
8、译杨长新译 Rolad B. StullRolad B. Stull边界层气象导论边界层气象导论 气象出版社气象出版社19911991 Stull, R.B. 1988 Stull, R.B. 1988： An introduction to boundary layer meteorologyAn introduction to boundary layer meteorology Kluwer Academic Publishers Kluwer Academic Publishers Garratt, J. R. 1992 Garratt, J. R. 1992： The atmosph
9、eric boundary layerThe atmospheric boundary layer Cambridge University Press Cambridge University Press赵赵 鸣等鸣等 边界层气象学教程边界层气象学教程 气象出版社气象出版社 19911991蒋维楣等蒋维楣等 边界层气象学基础边界层气象学基础 南京大学出版社南京大学出版社 19941994赵赵 鸣鸣 大气边界层动力学大气边界层动力学 气象出版社气象出版社 200420046 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen H
10、aishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology第二部分第二部分 陆面过程陆面过程 介绍陆面状况的基本特征、陆面过程及陆气相互作用的概介绍陆面状况的基本特征、陆面过程及陆气相互作用的概念、原理；陆面参数化方案和陆面模拟的原理和方法。念、原理；陆面参数化方案和陆面模拟的原理和方法。课程讲授计划二课程讲授计划二课程讲授计划二课程讲授计划二参考材料：参考材料： 孙菽芬孙菽芬 陆面过程的物理、生化机理和参数化模型气象出版社陆面过程的物理、生化机理和参数化模型气象出版社 2005 2005 l l陆面过程概述陆面过
11、程概述l l陆面过程的重要性陆面过程的重要性l l陆面过程参数化的主要内容和陆面模式的发展陆面过程参数化的主要内容和陆面模式的发展l l陆面的能量平衡陆面的能量平衡l l陆面的水分平衡陆面的水分平衡l l陆面的其他过程陆面的其他过程（植被的生物物理、生物化学过程（植被的生物物理、生物化学过程、积雪、冻土过程）积雪、冻土过程）l l代表性陆面模式介绍代表性陆面模式介绍l l陆面过程模拟陆面过程模拟l l陆面过程研究的最新进展和动态陆面过程研究的最新进展和动态7 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 2
12、0112011Nanjing University Of Information Science & Technology第第第第1 1 1 1讲讲讲讲 大气边界层概述大气边界层概述大气边界层概述大气边界层概述内容提要内容提要: : 大气边界层的基本概念、基本特征；大气边界层的基本过程、作大气边界层的基本概念、基本特征；大气边界层的基本过程、作用及其大气边界层研究的重要意义；大气边界层的基本特征、结构；用及其大气边界层研究的重要意义；大气边界层的基本特征、结构；大气边界层研究的历史回顾、方法和应用情况。大气边界层研究的历史回顾、方法和应用情况。8 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层
13、理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology一、大气边界层的基本概念一、大气边界层的基本概念一、大气边界层的基本概念一、大气边界层的基本概念1 1、大气边界层的含义、大气边界层的含义大气边界层：大气边界层：大气与下垫面（陆地、海洋）大气与下垫面（陆地、海洋）之间形成的一个运动性质特之间形成的一个运动性质特殊的区域。殊的区域。流体力学边界层：流体力学边界层：9 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论
14、与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology大气的最低部分受地面影响的一层，平均厚度为地面以上大气的最低部分受地面影响的一层，平均厚度为地面以上1km1km范围，范围，以湍流运动为主要特征。以湍流运动为主要特征。大气边界层又称行星边界层，是指存在着连续性湍流的低层大气：大气边界层又称行星边界层，是指存在着连续性湍流的低层大气：（1 1）湍流是边界层大气的主要运动形态，对地表面与大气间的动量、）湍流是边界层大气的主要运动形态，对地表面与大气间的动量、热量
15、、水汽及其他物质的输送起着重要作用；热量、水汽及其他物质的输送起着重要作用；（2 2）地球表面热力强迫的日变化通过湍流混合扩散使得边界层中气）地球表面热力强迫的日变化通过湍流混合扩散使得边界层中气象要素呈现日周期的循环。象要素呈现日周期的循环。大气边界层大气边界层(ABL)(ABL)：Atmospheric boundary layerAtmospheric boundary layer行星边界层行星边界层(PBL)(PBL)：Planetary boundary layerPlanetary boundary layer. .大气边界层的定义：大气边界层的定义：10 边界层理论与陆面过程边界
16、层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology2 2、大气边界层的主要特征：、大气边界层的主要特征：（1 1）大气运动的湍流性）大气运动的湍流性大气边界层的主要运动形态一大气边界层的主要运动形态一般是湍流：不规则性和脉动性。般是湍流：不规则性和脉动性。风和气流的三种主要形态：风和气流的三种主要形态：l l平均风速平均风速l l波波 动动l l湍湍 流流11 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与
17、陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology大气边界层湍流：大气边界层湍流：（1 1）机械湍流：风切变，机械运动）机械湍流：风切变，机械运动（2 2）热力湍流：辐射特性的差异）热力湍流：辐射特性的差异 白天：不稳定白天：不稳定夜间：夜间： 稳稳 定定12 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing Universi
18、ty Of Information Science & Technology（2 2）大气边界层的日变化）大气边界层的日变化气象要素的空间分布具有明显的日变化（气象要素的空间分布具有明显的日变化（Diurnal Cycle)Diurnal Cycle)13 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology下垫面的作用下垫面的作用: : 表面加热和冷却的日循环引起热力稳定度的日变表面加热和
19、冷却的日循环引起热力稳定度的日变化，从而影响湍流混合和动量交换过程，进而边界层中风的分布。化，从而影响湍流混合和动量交换过程，进而边界层中风的分布。不稳定边界层结构及其流场不稳定边界层结构及其流场图象。（图象。（Wyngaard, 1990)Wyngaard, 1990) 稳定边界层结构及其流场图象。稳定边界层结构及其流场图象。（Wyngaard, 1990)Wyngaard, 1990)14 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Info
20、rmation Science & Technology边界层结构明显的日变化边界层结构明显的日变化15 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology二、大气边界层过程、作用和重要性二、大气边界层过程、作用和重要性二、大气边界层过程、作用和重要性二、大气边界层过程、作用和重要性1 1、边界层过程：湍流过程、边界层过程：湍流过程 （1 1）湍流输送；（）湍流输送；（2 2）大气能量平衡
21、；（）大气能量平衡；（3 3）层结和风）层结和风2 2、大气边界层在大气中的重要作用、大气边界层在大气中的重要作用（1 1）水汽通量）水汽通量 （2 2）感热通量）感热通量 （3 3）摩擦消耗）摩擦消耗 （动量、动能汇区）（动量、动能汇区）气象要素的输送气象要素的输送 + + 大气污染物的输送大气污染物的输送16 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology3 3、研究边界层的意义（
22、重要性）、研究边界层的意义（重要性） 大气边界层研究与天气、气候、生态环境以及人类的生命和工程活动大气边界层研究与天气、气候、生态环境以及人类的生命和工程活动密切相关。密切相关。 大气的基本能源是太阳辐射，而太阳辐射的大部分是穿过大气后被地大气的基本能源是太阳辐射，而太阳辐射的大部分是穿过大气后被地面吸收，然后通过边界层湍流输送给大气；面吸收，然后通过边界层湍流输送给大气； 霜、露和最高最低温度预报，实际上都是边界层预报；霜、露和最高最低温度预报，实际上都是边界层预报； 雾发生在边界层中；雾发生在边界层中； 污染物大部分被阻挡在边界层中；污染物大部分被阻挡在边界层中； 到达自由大气的全部水汽，
23、都是依靠边界层输送上去的；到达自由大气的全部水汽，都是依靠边界层输送上去的； 云中的凝结核也是通过边界层输送上去的；云中的凝结核也是通过边界层输送上去的； 雷暴和飓风的发展要依靠边界层输送湿的空气；雷暴和飓风的发展要依靠边界层输送湿的空气； 大约大约5050的大气动能被耗散在边界层中；的大气动能被耗散在边界层中； 海上大气边界层风切变是海洋的主要能源之一海上大气边界层风切变是海洋的主要能源之一.17 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of I
24、nformation Science & Technology三、大气边界层的分层、厚度和垂直结构三、大气边界层的分层、厚度和垂直结构三、大气边界层的分层、厚度和垂直结构三、大气边界层的分层、厚度和垂直结构1. 1. 1. 1. 大气边界层的分层大气边界层的分层大气边界层的分层大气边界层的分层(1).(1).粘性副层（微观层）粘性副层（微观层）(2).(2).近地层（常通量层）近地层（常通量层）(3).Ekman(3).Ekman层（上部摩擦层）层（上部摩擦层）18 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haish
25、an 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology大气边界层的分层大气边界层的分层大气边界层的分层大气边界层的分层(1).(1).粘性副层（微观层）粘性副层（微观层）：分子输送过程处于支配地位，分子切应力：分子输送过程处于支配地位，分子切应力远大于湍流切应力。在这一层中，由分子输送的热通量可表示为：远大于湍流切应力。在这一层中，由分子输送的热通量可表示为： 其中，其中，为分子热扩散率（空气的分子热扩散率为为分子热扩散率（空气的分子热扩散率为2 2 1010-5-5m/sm/s）。典型）。典型的热通量值为，由此计算的
26、温度梯度为的热通量值为，由此计算的温度梯度为 10104 4K/mK/m，这相当于穿过，这相当于穿过1 1毫米毫米厚的微观层的温差为厚的微观层的温差为1010度。度。19 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology(2).(2).近地层（常通量层）近地层（常通量层）：大气受：大气受地表动力和热力影响强烈，气象要地表动力和热力影响强烈，气象要素随高度变化激烈，运动尺度小，素随高度变化
27、激烈，运动尺度小，科氏力可略。由于近地层很薄和湍科氏力可略。由于近地层很薄和湍流扩散强烈混合的结果，该层中动流扩散强烈混合的结果，该层中动量、热量和水汽的铅直输送通量不量、热量和水汽的铅直输送通量不随高度变化，同样原因，近地层中随高度变化，同样原因，近地层中风向也不随高度变化。风向也不随高度变化。 (3).Ekman(3).Ekman层（上部摩擦层）层（上部摩擦层）：在：在这一层里，湍流粘性力、科氏力和这一层里，湍流粘性力、科氏力和气压梯度力同等重要，需要考虑风气压梯度力同等重要，需要考虑风随高度的切变。随高度的切变。20 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论
28、与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology 海洋上：由于海水上层强烈混合使海面温度日变化很小。此外，海海洋上：由于海水上层强烈混合使海面温度日变化很小。此外，海水热容量大，海面温度日变化不明显，边界层厚度变化十分缓慢。边水热容量大，海面温度日变化不明显，边界层厚度变化十分缓慢。边界层厚度的变化重要是由天气、中尺度垂直运动和不同气团平流引起界层厚度的变化重要是由天气、中尺度垂直运动和不同气团平流引起的。的。 边界层厚度的时空变化很大，空间范围从几百米到
29、几千米。边界层厚度的时空变化很大，空间范围从几百米到几千米。2. 2. 大气边界层的厚度和结构大气边界层的厚度和结构 陆地上，边界层具有轮廓分明、周日循环发展的结构。陆地上，边界层具有轮廓分明、周日循环发展的结构。21 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology陆地高压区边界层陆地高压区边界层主要包括三层：强主要包括三层：强湍流混合层、弱湍湍流混合层、弱湍流残留层和有分散流残留层和
30、有分散湍流的夜间稳定边湍流的夜间稳定边界层。界层。 （1 1）混合层：）混合层： （2 2）残留层：日落前半小时，湍流在混合层中衰减形成的空气层，）残留层：日落前半小时，湍流在混合层中衰减形成的空气层，属中性层结。属中性层结。 （3 3）稳定边界层：夜间，与地面接触的残留层底部逐渐变为稳定边）稳定边界层：夜间，与地面接触的残留层底部逐渐变为稳定边界层。其特点为在静力稳定大气中有零散的湍流，虽然夜间近地面层界层。其特点为在静力稳定大气中有零散的湍流，虽然夜间近地面层风速常常减弱或静风，但高空风速常常减弱或静风，但高空200m 200m 左右，风却由于低空急流或夜间急左右，风却由于低空急流或夜间急
31、流能达到超地转风速。流能达到超地转风速。22 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology大气边界层的分类与特征大气边界层的分类与特征l l不稳定边界层（对流边界层不稳定边界层（对流边界层Convective boundary layer CBL, Convective boundary layer CBL, 混合层混合层Mixed layer MLMixed layer ML）l
32、l稳定边界层（稳定边界层（Stable boundary layer, Nocturnal boundary Stable boundary layer, Nocturnal boundary layerlayer）l l中性边界层（中性边界层（Neutral boundary layerNeutral boundary layer）不同类型陆地边界层的基本特征不同类型陆地边界层的基本特征Occurred at*Occurred at*TurbulenceTurbulenceintensityintensityEddy scaleEddy scaleprofilesprofilesCBLCBL
33、DaytimeDaytimestrongstronglargelargeSmall gradientSmall gradientSBLSBLNighttimeNighttimeweakweaksmallsmallLarge gradientLarge gradientBLBLNeutralNeutralWindy dayWindy daymiddlemiddlemiddlemiddle23 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Inform
34、ation Science & Technology四、大气边界层研究的发展历史、方法和意义四、大气边界层研究的发展历史、方法和意义四、大气边界层研究的发展历史、方法和意义四、大气边界层研究的发展历史、方法和意义1900 - 1910 Development of laminar boundary layer theory1900 - 1910 Development of laminar boundary layer theory（Prandtl 1904).Prandtl 1904). Ekman (1905,1906) Ekman (1905,1906) Theory of lamina
35、r Ekman layer.Theory of laminar Ekman layer.1910 - 1940 Taylor develops basic methods for examining and understanding 1910 - 1940 Taylor develops basic methods for examining and understanding turbulent mixing turbulent mixing Mixing length theory, eddy diffusivity - von Karman, Prandtl, Lettau Mixin
36、g length theory, eddy diffusivity - von Karman, Prandtl, Lettau1940 - 1950 Kolmogorov (1941) similarity theory of turbulence1940 - 1950 Kolmogorov (1941) similarity theory of turbulence1950 - 1960 Buoyancy effects on surface layer (Monin and Obuhkov, 1954)1950 - 1960 Buoyancy effects on surface laye
37、r (Monin and Obuhkov, 1954) Early field experiments Early field experiments Turbulent flux measurements Turbulent flux measurements1960 - 1970 The Golden Age of BLM. Accurate observations of a variety of 1960 - 1970 The Golden Age of BLM. Accurate observations of a variety of boundary layer types. V
38、erification/calibration of surface similarity boundary layer types. Verification/calibration of surface similarity theory. theory.1 1、大气边界层研究的历史大气边界层研究的历史24 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology1970 - 1980 In
39、troduction of resolved 3D computer modeling of BL turbulence 1970 - 1980 Introduction of resolved 3D computer modeling of BL turbulence (large-eddy simulation or LES). Application of higher-order (large-eddy simulation or LES). Application of higher-order turbulence closure theory. turbulence closur
40、e theory.1980 - 1990 Major field efforts in stratocumulus-topped boundary layers and 1980 - 1990 Major field efforts in stratocumulus-topped boundary layers and land-surface, vegetation parameterization. Meso-scale modeling. land-surface, vegetation parameterization. Meso-scale modeling.1990 - The A
41、ge of Technology1990 - The Age of Technology New surface remote sensing tools (lidar, cloud radar) and extensive New surface remote sensing tools (lidar, cloud radar) and extensive space-based coverage of surface characteristics; space-based coverage of surface characteristics; LES as a tool for imp
42、roving parameterizations and bridging to observations. LES as a tool for improving parameterizations and bridging to observations. Coupled ocean-atmosphere-ice-biosphere and medium-range forecast Coupled ocean-atmosphere-ice-biosphere and medium-range forecast models create stringent accuracy requir
43、ements for BL parameterizations. models create stringent accuracy requirements for BL parameterizations. Accurate meso-scale modeling for urban air flow; coupling to air pollution. Accurate meso-scale modeling for urban air flow; coupling to air pollution. Boundary layer - deep convection interactio
44、ns Boundary layer - deep convection interactions25 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology通常是采用理论和实验相结合，并以实验为主。理论上有以混合长理论和相似理论（量纲分析）为基础的半经验理论及以概率论数理统计为基础的湍流统计理论；在应用中又以半经验理论为主。实验方法则是以野外观测及室内模型实验同时进行。近几十年来，由于计算机速
45、度的不断提高，大气边界层的数值模拟研究方法成为一种常用的研究手段。2 2、大气边界层研究的主要方法：大气边界层研究的主要方法：26 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology空气污染学农业气象学水文学航空气象学中尺度气象学天气预报和气候城市气象大气（或行星）边界层在许多领域中的重要作用:3 3、边界层理论的应用、边界层理论的应用27 边界层理论与陆面过程边界层理论与陆面过程边界层理
46、论与陆面过程边界层理论与陆面过程 Chen Haishan Chen Haishan 20112011Nanjing University Of Information Science & Technology大气边界层：湍流大气边界层：湍流 大气边界层研究：湍流理论及应用大气边界层研究：湍流理论及应用湍流相似理论：边界层的廓线理论和通量理论湍流相似理论：边界层的廓线理论和通量理论 边界层方程边界层方程 . . 不同的湍流闭合模式不同的湍流闭合模式 大气污染扩散：大气污染扩散： 边界层的湍流场结构和时空分布边界层的湍流场结构和时空分布应用：应用： 数值天气预报：边界层方程组数值天气预报：边界层方程组/ /大气模式边界层参数化大气模式边界层参数化研究趋势：研究趋势： 均匀下垫面均匀下垫面 非均匀下垫面非均匀下垫面28
