城市邊界層

概念

廣義講

在流體介質中,受邊界相對運動以及熱量和物質交換影響最明顯的那一層流體。具體到大氣邊界層,是指受地球表面摩擦以及熱過程和蒸發顯著影響的大氣層。大氣邊界層厚度,一般白天約為1. 0km,夜間大約在0. 2km 左右,地表提供的物質和能量主要消耗和擴散在大氣邊界層內。大氣邊界層是地球- 大氣之間物質和能量交換的橋樑。全球變化的區域回響以及地表變化和人類活動對氣候的影響均是通過大氣邊界層過程來實現的。

城市大氣邊界層

城市面積不斷擴大,使得城市邊界層影響日益重要,並且隨著城市向高空發展,城市邊界層更加複雜,城市冠層的輸送,建築物阻力和尾流湍流,多重反射,粗糙度的確定以及日益普及的空調和汽車的熱源效應的影響等,都是當今的難點問題。

邊界層氣象學研究面臨的主要問題

非均勻和複雜下墊面邊界層

非均勻下墊面和複雜下墊面不僅會造成大氣邊界層結構和運動狀態在時間和空間上的重大差異,而且給大氣模式的邊界層參數化造成極大困難,自然界中的非均勻或複雜下墊面可歸納為3 大類。

下墊面性質非均勻分布

由於植被分布不均勻或土壤性質變化造成的不均勻性,最突出的有海陸分布、乾旱荒漠區中綠洲和湖泊分布。這種非均勻性不僅存在各子系統之間的相互作用,內邊界層特徵也是很顯著的,對後者我們正在做一些工作。

地形起伏和山脈的作用

複雜地形對邊界層結構也有突出影響,它使確定數值模式格線點上的有效粗糙度問題變得極為困難。

特殊地區邊界層特徵

由於缺乏有效的基本觀測資料,一些極端氣候區的邊界層研究和認識都還很不足,其中兩大區域值得我們注意。