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白天地表受到太陽照射加熱，溫度升高；晚上則因為地表長波輻射-作用而降溫，使得接近地表的氣溫呈現(xiàn)日變化，這種日變化是陸地上大氣邊界層的主要特徵。由於海水的比熱大，以及海洋上層海水強烈的混合作用，使得海水表面溫度日變化不明顯，所以海上大氣邊界層的日變化也不明顯。氣溫日變化的振幅大小隨著高度的增加而很快減小，自由大氣的日變化則很小。亂流旺盛也是大氣邊界層的重要特性。無論在陸上或海上，在高壓區(qū)域因為氣流沉降，邊界層厚度通常比在低壓區(qū)小。
在陸上高壓區(qū)域，大氣邊界層的日夜演化，結(jié)構(gòu)常比較清晰，主要包括混合層、剩余層和穩(wěn)定邊界層。日出後地表受熱，熱空氣上升，冷空氣下降，對流逐漸加強，各種性質(zhì)近乎均勻的混合，故稱之為混合層，也稱為對流邊界層。在混合層內(nèi)為不穩(wěn)定的大氣，其亂流主要由對流作用主導(dǎo)。日出後混合層很快發(fā)展，到了下午一、兩點左右，混合層高度達(dá)到最高。日落後，地表受熱停止，使得混合層內(nèi)的亂流強度減弱，原來為不穩(wěn)定的大氣，逐漸轉(zhuǎn)為中性的大氣；此為白天混合層的殘余，故稱之為剩余層。日落後，地表因長波輻射-，逐漸降溫，在地表形成逆溫，發(fā)展成為夜間地面逆溫層，這一層大氣非常穩(wěn)定，故稱之為穩(wěn)定邊界層，層內(nèi)的亂流強度很微弱。在穩(wěn)定邊界層之上即為剩余層。夜間地面的風(fēng)通常是微風(fēng)或靜風(fēng)，但在穩(wěn)定邊界層頂常會出現(xiàn)很強的風(fēng)速，這種現(xiàn)象稱為夜間低層噴流。
無論在混合層或穩(wěn)定邊界層，從地表到約十分之一邊界層厚度附近的熱通量、水氣通量和應(yīng)力隨高度的變化不大，這一層被稱為地面層，或等通量層。白天在混合層頂為逸入層，夜間在剩余層頂為冠蓋逆溫層。
大氣污染物的傳送和擴散與大氣邊界層的風(fēng)和大氣穩(wěn)定度有直接關(guān)系。污染物從污染源排出後，一方面隨風(fēng)傳送，風(fēng)速愈大，污染物被傳送得愈遠(yuǎn)。另一方面污染物也會擴散。在混合層內(nèi)的污染物，因?qū)α骰旌献饔?，很容易均勻分布在混合層?nèi)；因此，混合層高度是空氣污染預(yù)報的重要指標(biāo)之一，混合層高度愈高，污染物可被稀釋的空間愈大，有利於污染物的擴散，因此污染物濃度愈小；反之，混合層高度愈低，則污染物濃度愈大。在穩(wěn)定邊界層內(nèi)，污染物不容易上下擴散，而被限制在污染源的高度上。
夜間地面逆溫層會抑制污染物垂直擴散，污染物容易形成霾；清晨，由陽明山上俯視臺北盆地，?？煽吹揭黄瑹熿F迷蒙的情景。
中文關(guān)鍵字：行星邊界層 , 自由大氣 , 亂流 , 混合層 , 剩余層
英文關(guān)鍵字planetary boundary layer , free atmosp-ere , turbulence , mixed layer , residual layer
參考資料
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