下墊面

下墊面是大氣與其下界的固態地面或液態水面的分界面，是大氣的主要熱源和水汽源，也是低層大氣運動的邊界面。因此下墊面的性質對大氣物理狀態與化學組成的影響很大。

下墊面也可以說是地球表面的特徵，如海陸分布、地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤濕度、雪被面積等等，它對氣候的影響十分顯著。

基本介紹

• 中文名：下墊面
• 外文名：underlying surface
• 解釋：指與大氣下層直接接觸的地球表面
• 包括：地形、土壤和植被
• 別稱：大氣層的下墊面
• 作用：影響氣候

概念

下墊面是大氣與其下界的固態地面或液態水面的分界面，是大氣的主要熱源和水汽源，也是低層大氣運動的邊界面。因此下墊面的性質對大氣物理狀態與化學組成的影響很大。不同下墊面的粗糙度、輻射平衡、熱量平衡和輻射差額等差別較大，對空氣流動的影響也大不一樣，常常形成不同的小氣候。

內容

空氣流動總是受下墊面的影響，其影響方式有兩方面：一是動力作用，如小地形起伏改變粗糙度可增加機械湍流，大地形起伏可改變局地流場和氣流路徑，從而改變煙氣擴散稀釋條件；二是下墊面的熱力作用，因地形起伏或水陸分布，使得受熱和散熱不均勻，從而引起溫度場和風場的變化，進而影響污染物的擴散。

地面是一個凹凸不平的粗糙曲面，當氣流沿地表流過時．必然要同各種地形地物發生摩擦作用．使風向、風速同時發生變化．其影響程度與各障礙物的體積、形狀、高低有密切關係。在一定的地域內，山脈、河流、溝谷的走向，對主導風向具有較大影響。氣流沿著山脈、河谷流動，地形、山脈和阻滯作用，對風速也有很大影響，尤其是封閉的山谷盆地。因四周群山的屏障影響，往往是靜風、小風頻率占很大比重，不利於大氣污染物的擴散。城市中的高層建築物，體形大的建築物和構築物，都能造成氣流在小範圍內產生渦流，阻礙污染物質迅速排走擴散。而停滯在某一地段內，加重污染。一般規律是建築物背風區風速下降。在局部地區產生渦流，不利於氣體擴散。地形的差異。造成地表熱力性質的不均勻性，往往形成局部氣流，其影響範圍一般在幾公里至幾十公里，局部氣流對當地的大氣污染起顯著的作用。最常見的局地氣流有山谷風、海陸風(水陸風)、城市熱島效應等。

森林、草地等綠地面積，可以起到淨化和緩衝大氣污染的作用。植物有吸收各種有害有毒氣體和淨化空氣的功能，茂密的林叢能降低風速，使氣流攜帶的大粒灰塵下降。樹葉表面粗糙不平，多絨毛，有的植物還能分泌粘液和油脂．吸附大量飄塵。植物的光合作用放出氧氣和吸收二氧化碳，因而能調節空氣的成分。甚至有些植物能吸收大氣中的有毒成分。

因素

下墊面因素包括地形地勢（海拔高低、迎風背風）、海陸位置、洋流、植被覆蓋等。就下墊面差異的規模及其對氣候形成的作用來說，海陸間的差別是最基本的，並主要影響氣溫、水分和環流。

影響

①大氣的影響

下墊面對大氣的影響，主要表現在兩個方面：

一是對氣溫的影響。由於氣溫是氣候最主要的要素，故這也是下墊面對大氣的影響主要方面。對於低層大氣而言，由於幾乎不能吸收太陽輻射，而能強烈吸收地面輻射，地面輻射成為它的主要直接熱源。此外，下墊面還以潛熱輸送、湍流輸送等方式影響大氣熱量。

二是對大氣水分的影響，大氣中的水氣也是來自下墊面。

在相同氣象條件下不同下墊面表面溫度有很大差異，下墊面的綠化能夠有效改善了局部微氣候；當地正午太陽高度角對於下墊面表面溫度來說起主導作用。

下墊面也是影響氣候的主要因素之一，主要表現在以下幾個方面：

②海陸差異的影響

海洋與大陸的熱力差異在氣候的形成上也有明顯的反映。海洋熱容量比陸地要大，吸熱較慢，增溫較緩；放熱較慢，降溫也較緩。因此，海洋對氣溫起著顯著的調節作用。大陸熱容量比海洋小，吸熱很快，增溫也快；放熱迅速，降溫也迅速。陸地對大氣溫度的調節作用，以致氣溫的日較差、年較差比海洋大。我國東南沿海地區在海洋調節作用下，四季之間及一日之中冷暖變化趨於緩和，氣溫日較差與年較差小，春季升溫速度不如內陸快，秋季降溫也不如內陸快，秋季溫度高於春季溫度。遠離海洋的西北內陸地區，由於受到海洋的調節作用微弱，甚至不能受到調節作用：夏季炎熱，冬季嚴寒，氣溫日較差、年較差大，春季溫度高於秋季溫度，空氣中水汽來源貧乏，乾旱少雨。

我國地處亞洲大陸東部，與太平洋相鄰，這種特定的海陸分布及海陸熱力差異的季節變化是形成和建立我國季風氣候的最直接的原因。進入暖季以後，大陸迅速被加熱，形成熱源，海洋則為冷源。這時在大陸上形成一個熱低壓系統，氣流是向低壓中心輻合的。這樣在近地面就出現從海洋吹向大陸的風系。相反，在寒冷季節大陸上出現較強的輻射冷卻，大陸空氣變冷成為冷源，海洋則為熱源。這時在大陸近地面形成一個冷高壓中心。空氣的流動和暖季相反，即在低空出現從大陸吹向海洋的風系。

③洋流的影響

洋流是指海水沿著一定的方向大規模地水平流動。洋流可以分為暖流和寒流。一般由低緯度流向高緯度的洋流為暖流，由高緯度流向低緯度的洋流為寒流。洋流對氣候的影響十分顯著：暖流使流經沿岸地區變暖，冷流使流經沿岸地區變冷。總體來說，暖流增加溫度和濕度，寒流降低溫度和濕度。

對氣溫的影響洋流使低緯度的熱量向高緯度的熱量傳輸，特別是暖流的貢獻。洋流對同緯度大陸兩岸氣溫的影響：暖流經過的大陸沿海氣溫高，寒流經過的大陸沿海氣溫低。

對降水和霧的影響暖流上空有熱量和水汽向上輸送，使得層結不穩定、空氣濕度增大而易產生降水。而寒流產生逆溫，層結穩定，水汽不易向上輸送，蒸發又弱，下層相對濕度有時雖然很大，但只能成霧，不能成雨。寒流表面多平流霧，在以下幾種情況出現：

海陸風霧：陸風在白天流到寒流表面而形成平流霧；

海霧：在寒暖流交匯處，風自暖流表面吹至寒流表面而形成平流霧。

④地形的影響

巨大的山地和高原對氣候的形成與影響有著不可忽視的作用。海拔高的地區比海拔低的地區溫度低；坡向對降水也有很大影響。

⑤其他因素的影響

例如，地表物質組成（岩石、土壤、水面、冰雪和植被）不同，對太陽輻射的反射率也不同，從而直接影響到地表對太陽輻射能的吸收，進而導致地區間熱量狀況出現差異。不同下墊面對於大陽輻射的反射率如下表1。

表1 不同下墊面對於太陽輻射的反射率

下墊面性質	反射率/（%）	下墊面性質	反射率/（%）
深色土壤	10~15	乾潔的雪	84~95
淺色土壤	22~32	污濁的雪	46~60
沙地乾（濕）	10（20）	耕地	14
砂土	29~35	水稻和小麥	10~25
黏土	20	棉田	20~25
森林（針葉林、闊葉林、灌木林）	15~18	蔬菜	15~25
苔原	15~20	天然水	6~10
綠草地	26	海水	10~20
乾草地	30	冰面	15~35