正文
在大氣近地面層,通過湍流運動使得地面附近的熱量、水汽等物理量與上層大氣進行交換,這對計算蒸發量和預報霜凍有重要意義。湍流運動也可將人類排放的微塵和有害氣體向高層輸送和擴散(見大氣湍流擴散),從而使有害物質稀釋。這些作用對農業生產和環境保護都是很重要的。大氣近地面層中,各物理量的湍流輸送有如下的特點:湍流切應力向量的方向和數值基本上不隨高度變化,即動量鉛直通量基本上不隨高度變化,水汽的鉛直湍流通量也不隨高度變化,並等於下墊面的蒸發速度。
大氣近地面層中,風場的變化與溫度場關係密切。風速隨高度的分布,在地形平坦的條件下若為中性層結大氣,則按對數規律分布:
式中V*是摩擦速度,大小等於地面摩擦作用引起的單位質量湍流切應力的平方根,其量綱和速度相同;K 是卡曼常數,它在不同著作中採用的數值不同,有的採用0.35,有的採用0.40;堸(z)是高度為z 處的平均風速;Z0為粗糙度,是用於描述下墊面的空氣動力學粗糙度的一種參數,以平均風速為零的高度表示。在穩定層結時,風速隨高度的增大比對數規律快,在不穩定層結時,則比對數規律增長慢。在大氣近地面層中,因為科里奧利力的作用可以忽略(見大氣動力學),所以風向基本上不隨高度改變。