大氣邊界層觀測基礎(chǔ)課件

1、大氣邊界層探測特點：大氣邊界層探測側(cè)重于認(rèn)識大氣邊界層的結(jié)構(gòu)、湍流性和地氣之間的相互作用。大氣邊界層探測問題的核心是大氣湍流問題，關(guān)鍵是下墊面的影響，突出特征是邊界層結(jié)構(gòu)的日變化，重點是物理過程和演變機(jī)制。大氣邊界層受到多種復(fù)雜過程的影響，大氣邊界層探測儀器和方法必須適應(yīng)大氣邊界層的固有特點。大氣邊界通常是以湍流運(yùn)動為特征，這種運(yùn)動具有非常小的長度尺度和時間尺度，重要的標(biāo)量如溫度、濕度、痕量氣體等都被湍流運(yùn)動混合，因而也具有小尺度脈動。在大氣邊界層觀測中我們更關(guān)心的是這些小尺度運(yùn)動和湍流脈動的特性。 因此要求觀測儀器有很高的精度和靈敏度!大氣邊界層探測特點：大氣邊界層探測分類：1.直接探測：邊

2、界層探測中的常用觀測平臺包括觀測塔、系留氣球、等容氣球、無線電探空儀、觀測飛機(jī)等。2.間接探測：邊界層探測的間接探測方法代表性的有微波雷達(dá)、聲雷達(dá)、激光雷達(dá)和無線電聲學(xué)探測系統(tǒng)等。大氣邊界層探測分類：大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)聲雷達(dá)云高儀風(fēng)廓線雷達(dá)微波輻射計車載移動地面氣象觀測系統(tǒng)聲雷達(dá)云高儀風(fēng)廓線雷達(dá)微波輻射計車載移動地面氣象觀測系統(tǒng)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)大氣邊界層觀測基礎(chǔ)邊界層綜合觀測名稱時間地點觀測目標(biāo)ONeill1953美國內(nèi)布拉斯加土壤和地表通量、邊界層垂直結(jié)構(gòu)Kansas1968Kansas草原湍流觀測、

3、邊界層垂直結(jié)構(gòu)FIFE1986,1989Kansas草原生態(tài)站陸面過程綜合觀測，首次引入遙感手段HEIFE黑河實驗1988 1990-199219941995中國西北黑河流域干旱區(qū)水熱交換，區(qū)域水文，生物氣象，遙感BOREAS1993-1999加拿大Boreal針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)陸面過程綜合觀測GAME-Tibet青藏高原實驗19791998-20042010-青藏高原地區(qū)高原地面水熱交換、區(qū)域水文、積雪凍土、遙感IMGRASS19971998內(nèi)蒙古半干旱區(qū)草原半干旱區(qū)草原下墊面水熱交換、生物過程、區(qū)域遙感邊界層綜合觀測名稱時間地點觀測目標(biāo)ONeill1953美國渦旋相關(guān)測通量小塔風(fēng)溫廓線儀（

4、LAP3000)二氧化碳水汽通量儀(LICOR7500)系留氣艇鮑恩比測量系統(tǒng)白洋淀坐小船去島上觀測白洋淀試驗主要目的是研究非均勻下墊面（存在陸地和大面積的水域）的邊界層結(jié)構(gòu)和湍流通量特征（存在湖陸風(fēng)環(huán)流），針對非均勻下墊面的湍流通量參數(shù)化，設(shè)計出可靠的方案渦旋相關(guān)測通量小塔風(fēng)溫廓線儀（LAP3000)二氧化碳水汽通哈爾巴林觀測試驗，主要目的是了解典型季節(jié)該地區(qū)日遺化學(xué)武器銷毀設(shè)施所在地的大氣邊界層結(jié)構(gòu)和湍流擴(kuò)散特征，了解當(dāng)?shù)氐牡匦魏拖聣|面對大氣邊界層氣象要素的影響強(qiáng)度，掌握該地區(qū)的大氣擴(kuò)散規(guī)律，具體包括邊界層風(fēng)、溫垂直廓線和時間演變，逆溫層厚度和混合層高度，湍流結(jié)構(gòu)和湍流擴(kuò)散參數(shù)，以及由地形

5、引起的局地環(huán)流和冬季下雪時的天氣背景對當(dāng)?shù)剡吔鐚拥挠绊懙龋瑸榇_定排氣筒高度、風(fēng)險評估、環(huán)境影響評價等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 氣象塔及數(shù)據(jù)控制室 湍流場觀測儀器 平均場觀測儀器 系留汽艇和雷達(dá)觀測場地 低層大氣風(fēng)溫廓線儀（LAP300） 哈爾巴林觀測試驗，主要目的是了解典型季節(jié)該地區(qū)日遺化學(xué)武器銷Bubble（Basel Urban Boundary Layer Experiment，2001年8月&2002年7月）計劃。主要目的是研究高度非均勻、高度復(fù)雜的城市下墊面的湍流通量的垂直分布特征，包括城市冠層之上和冠層內(nèi)部的觀測研究Bubble（Basel Urban Boundary La北京325 m氣象塔，15層梯度觀測資料，并且在47、120和280 m架設(shè)了三層超聲風(fēng)速的觀測，在120m和47m高度上架設(shè)了兩層的Li-7500觀測水汽和CO2脈動。該塔是城市邊界層研究的很好的平臺北京325 m氣象塔，15層梯度觀測資料，并且在47、120南京市黨校樓頂鐵塔（36m）塔上風(fēng)、溫梯度觀測(8.5m,14.5m,28.5m)南京綜合觀測試驗，目的是研究城市這樣高度非均勻，高度復(fù)雜的下墊面的邊界層三維結(jié)構(gòu)以及地-氣交換過程及其參數(shù)化南京大學(xué)浦口氣象園觀測點南京市黨校樓頂鐵塔（36m）塔上風(fēng)、溫梯度觀測(8.5m,1KH20/CR-5000 H2O通量儀LI-7500