大气边界层混合层厚度

第七节　大气边界层混合层厚度

大气边界层中的空气明显地受地面摩擦或热力作用的影响，因而在某个高度的稳定层下会出现显著的垂直混合，形成混合层。一般情况下大气混合层上方有明显逆温层覆盖，这种稳定层的底部可以延伸到2000～3000m的高度，但有时候混合层的底部会很低，其基本特征是减弱或完全抑制大气的对流混合左右，阻止大气上下层之间的物质和能量交换。

考虑到混合层厚度是受地面气象要素时空变化影响，是地面受加热和冷却周期性变化的结果，空中逆温层对由于加热而造成的对流活动而言是一种有效的限制。混合层一般自夜间开始形成，开始厚度很薄，至早晨和午间混合层底部有不同程度的抬升。白天混合层厚度变化在200～400m之间，夜间仅在几十米至400米左右。

采用国家标准GB/T13201中附录B及附录E中规定的国标法，计算溪洛渡坝区及向家坝库区大气边界层混合层厚度。该方法实质上认为大气混合层厚度的计算方法及影响因子为近地层大气的热状况在相当大的程度上取决于地面的加热和冷却程度，它直接利用我国地面常规气象观测资料，综合考虑了热力和动力因子，把太阳高度角、云量（总云量/低云量）和风速分级定量化，对大气稳定度分类，再由公式计算出混合层厚度。具体算法如下：

a.在不稳定和中性气象条件下，即大气稳定度为A、B、C和D时：

L＝a₀u₁₀/f₀

b.在稳定的大气层条件下，即大气稳定度为E和F时：

其中L为混合层厚度；u₁₀为10m高度上平均风速，大于6m/s时取为6m/s；a₀、b₀为混合层系数；f为地转参数，f＝2Ωsinφ；φ为观测点地理纬度，Ω为地转角速度。

通过溪洛渡坝区及向家坝库区四季三类稳定度条件下平均风速计算平均混合层厚度结果见表7.17，其春、夏、秋、冬季变化特征具体分析如下：

溪洛渡坝区及向家坝库区春、夏、秋季均是不稳定类条件下混合层厚度最大，冬季是中性类条件下混合层厚度最大；春、夏、秋、冬四季均是稳定类条件下混合层厚度最小。这一地区不稳定类条件下混合层厚度最大值出现在秋季，其值为1078.3m，最小值出现在春季，其值为449.2m。中性类条件下混合层厚度最大值出现在夏季，其值为669.6m，最小值出现在春季，其值为446.4m。稳定类条件下混合层厚度最大值出现在冬季，其值为252.8m，最小值出现在春季，其值为154.8m。

表7.17　　　　溪洛渡坝区及向家坝库区四季三类稳定度条件下平均混合层厚度（m）