大气边界层物理学.pdf
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第9章 大气边界层.ppt
8 海陆风环流 在沿海地带，白天风从海上吹向陆地，称为海风；夜间，风从陆地吹向海洋，称为陆风。 在大水体，例如湖泊，也可以发生这样现象，称之为湖陆风。 无论是海风环流还是陆风环流，空气都是由较暖一侧上升，在较冷一侧下沉，形成一个直接热力环流，这种环流也称为正环流。 白天 本章小结 1、大气边界层。大气边界层指的是从地面往上到1000-2000米高度的这一大气层。 2、大气边界层基本理论和研究方法。气流或者风可分为3大类：平均风、湍流和波。每一种都可存在于边界层中，水汽、热量、动量等输送在水平方向上主要是靠风来实现的，在垂直方向主要是湍流。无论是研究湍流还是研
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大气边界层分析.ppt
第四章 定常边界层 第一节 近地层相似理论 第二节 全边界层相似理论 第三节 半经验理论在边界层研究中的应用 补充：相似理论 我们现有的基本物理知识对一些边界层情况还不足以获得以基本原理为基础的一些规律 然而，边界层观测结果经常出现可重现的一些特征，我们对有关变量能够研究出一些经验关系式 相似理论的最大优点就是为组织和组合变量提供了一种方法，而且也对如何设计试验方案以获得最多信息提供了指导 相似理论的思想是把变量组成无量纲组 量纲分析方法 π理论（参考流体力学课本） 这个方法帮助我们从所选的变量中建立无量纲组 无量纲组的正确选择将能提供无量纲组之间的普遍适用的经验关系，即研究的结果时时
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大气边界层理论.docx
大气边界层是地球一大气之间物质和能量交换的桥梁。全球变化的区域响应以及地表变化和人类活动对气候的影响均是通过大气边界层过程来实现的。由于人类
生活在大气底层一大气边界层中,因此人体健康与大气环境密切相关。天气、气候的变化往往会影响到人体对疾病的抵御能力,使某些疾病加重或恶化,同时适宜的气象条件又使病毒、细菌等对人体有害的生物繁殖、传播,使人们感染而患病。在城市尤其是大城市,人口、机动车、燃煤量的增加,以及城市工业化的发展,大量生产中的废气、尘埃和汽车尾气排放到大气中加上高大建筑的增加,改变了城市的小气候,使城市在无强冷空气活动的情况下,大气扩散能力极差,造成大气质量不断恶化,从而危害到人体健康
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大气边界层概述.pptx
主讲人张镭教授2010.8.边界层气象学
说明：专业基础课，计划学时36，2学分总评成绩=作业+考勤+考试教材，基本内容1-4章，适当增减
主要参考书赵鸣，苗曼倩，王彦昌，边界层气象学教程，气象出版社，1991Sutton,O.G.,1953,Micrometeorology.中译本，微气象学，高教出版社，1959莱赫特曼，D.Л.,1973,中译本，大气边界层物理，科学出版社，1982Haugen,D.A.edit,1973,WorkshoponMicrometeorology.中译本，微气象学，科学出版社，1984Stull,R.B.,1988,AnIntroductiontoBounda
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不稳定大气边界层.ppt
* 第四章 不稳定边界层（对流边界层、混合层） 对流边界层的形成：太阳对下垫表面加热导致能量向上输送。 混合层：由于大尺度强对流的驱动，垂直方向强对流作用，通常称... 不稳定边界层时段：白天（基本上） 三个注意点： （1）热力驱动是能量的主要来源，而非动力驱动； （2）气象要素在近地层有较明显的梯度，中部则混合强烈，梯度小，上层为卷夹层； （3）对流尺度大、寿命长、湍流活动活跃，整体性和时间相关。 不稳定边界层（对流边界层）的基本结构 不稳定大气边界层的结构及其流场的图象 (引自Wyngaard, 1990) 对流边界层中气象要素及湍流特征量的垂直廓线 （引自Stull,1988） 各种
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第1章：大气边界层概述1.ppt
边界层气象学教程;研究内容;高度(km);定义
定义1. 大气的最低部分受地面影响的一层，平均厚度为地面以上1km范围，以湍流运动为主要特征。
定义2. 靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层。从地表向上，其厚度随地面粗糙度和风速的增大或大气不稳定度的增强而增加，变化的范围在三四百米到一两千米之间。因该层内空气运动明显受地面摩擦作用的影响，又称摩擦层。就整个地球大气而言，该层只不过是紧贴地球表面的很薄的一层大气。一般而言，行星和行星大气之间，都存在因和行星表面摩擦而引起的这种边界层，故又称行星边界层。
表征现象：观察从烟囱冒出的烟气，其行迹紊乱，烟云边缘不断向下风向扩
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大气边界层概述.pptx
大气边界层概述王成刚大气物理系
与流体力学中称固壁附近的边界层为“平板边界层”、“机翼绕流边界层”等类似，大气边界层也常常被称为“行星边界层”，因为它是处于旋转的地球上的。当大气在地表上流动时，各种流动属性都要受到下垫面的强烈影响，由此产生的相应属性梯度将这种影响向上传递到一定的高度，不过这一高度一般只有几百米到一二公里，比大气运动的水平尺度小得多。在此厚度范围内流体的运动具有边界层特征。在大气边界层中的每一点，垂直运动速度都比平行于地面的水平运动速度小得多，而垂直方向上的速度梯度则比水平方向上的大得多。此外，由于地球自转的影响，水平风速的大小在随高度变化的同时，风向也随之变化。
大气边界层内
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大气物理学2.ppt
Polar Stratospheric Clouds (PSCs) In winter the polar stratosphere is so cold (－80℃ or below) that certain trace atmospheric constituents can condense. These clouds are called “polar stratospheric clouds” (PSCs). 气溶胶的分类 1）云降水学分类（按半径分类） 气溶胶粒子的谱分布 气溶胶粒子的垂直分布 大气气溶胶的
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2.大气边界层观测基础.ppt
第二章 大气边界层观测概述 大气边界层探测特点： 大气边界层探测侧重于认识大气边界层的结构、湍流性和地气之间的相互作用。 大气边界层探测问题的核心是大气湍流问题，关键是下垫面的影响，突出特征是边界层结构的日变化，重点是物理过程和演变机制。 大气边界层受到多种复杂过程的影响，大气边界层探测仪器和方法必须适应大气边界层的固有特点。 大气边界通常是以湍流运动为特征，这种运动具有非常小的长度尺度和时间尺度，重要的标量如温度、湿度、痕量气体等都被湍流运动混合，因而也具有小尺度脉动。在大气边界层观测中我们更关心的是这些小尺度运动和湍流脉动的特性。 因此
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大气行星边界层课件.ppt
如何用平均運動量來表達脈動量的二次乘積項？1．Prantal混合長理論：由於湍流運動引起的物理量的輸送與分子運動情形非常相似——普朗特混合長理論——模仿分子運動理論分子運動自由程：分子存在間隙，分子在與其它分子發生碰撞前走過的距離，為自由程。在自由程中，分子物理屬性守恆，發生碰撞後，分子的物理屬性與其它分子進行了交換，屬性發生改變。連續介質假設，湍渦間是無間隙的，因此湍渦在運動過程中是不斷與周圍發生混合，逐漸失去屬性。Prantal假設：湍渦在運動過程中並不和周圍發生混合，當經過混合長距離後才與周圍流體發生混合失去其原有屬性。——完全模仿分子運動。可見：這裏的混合長類似於分子自由程。在混合長前
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2009大气边界层考题.doc
大气边界层物理学（2009-5-27）
（考试方式：课堂开卷，考试时间：2.5小时）
简要解释下列名词（32分）
1、粗糙度 2、雷诺方程 3、湍流能量级串 4、稳定边界层
判断题（28分）
1、近地层湍流的强度在白天和晚上哪个更剧烈些？
2、写出下图中A、B、C、D和E四个区间边界层的稳定性
计算题（20分） 已知下列数据是在均匀平坦的草原上冬季的某个大风天气条件下测得的：下垫面粗糙度zo为0.01米，10m高度处的平均风速U＝10m/s，求摩擦速度u*；；又假定下列数据是在第二年的同一季节某个晴天的早晨在同一观测地点测得的，但是u* 0.2m/s，估算z 30m高度处的平
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第3章大气边界层支配方程之1.ppt
以上近似处理最早由Boussinesq(1903)提出－Boussinesq近似 该简化方程假定流体不可压、并限制在一薄层内。适用于研究像积云对流、海陆风环流、边界层急流中的重力波活动等发生在浅层内的中尺度运动－浅水方程 推导思路： 出发方程：Boussinesq 近似方程组 采用雷诺平均的方法，将任意一个物理量表示成平均量和脉动量之和，代入方程组，然后再取平均。 ———— 大气边界层平均量控制方程 雷诺平均规则 Stull.书 P41-44 1 状态方程 进行雷诺平均后： 最后一项很小、略去不计 平均量的状态方程 2 连续方程 湍流脉动连续方程 湍流平均量连续方程 3
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《大气边界层概述》课件.pptx
大气边界层概述制作人：时间：2024年X月
目录第1章简介
第2章大气边界层物理特性
第3章大气边界层化学特性
第4章大气边界层的应用
第5章大气边界层的挑战与未来
第6章总结
01第1章简介
大气边界层定义大气边界层是指大气圈与地表之间的一个薄层，其厚度在不同地区和时间内有所变化。
大气边界层的作用大气边界层能吸收太阳辐射和宇宙射线，形成一个防护层，保护地球上的生命。保护作用大气边界层能调节地球表面的温度和湿度，使地球上的生物得以生存。调节作用大气边界层能传递声波和电磁波，保证了通讯和气象预报的进行。传递作用
大气边界层的分类对流层、平流层、臭氧层等按温度分层地表层、低空层、中空层、高空层、
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大气物理学复习.docx
大 气 物 理 学 复 习 资 料第一部分 名词解释
第一章 大气概述
1、干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气，也称干空气。
2、气溶胶：大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。
3、气团：水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。
4、气团变性：当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，在新的物理过程中获得新的性质。
5、锋：冷暖性质不同的两种气团相对运动时，在其交界面处出现一个气象要素（温度、湿度、风向、风速等）发生剧烈改变的过渡带称为锋。
6、冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动。
7、暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团
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大气物理学复习 .docx
大 气 物 理 学 复 习 资 料
第一部分名词解释
第一章 大气概述
1、干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气，也称干空气。
2、气溶胶：大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。
3、气团：水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。
4、气团变性：当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，在新的物理过程中获得新的性质。
5、锋：冷暖性质不同的两种气团相对运动时，在其交界面处出现一个气象要素（温度、湿度、风向、风速等）发生剧烈改变的过渡带称为锋。
6、冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动。
7、暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一