54地表通量及pbl的参数化方案pbl的物理图景.pdf

2010-12-17 5.4 地表通量及PBL的参数化方案 1. PBL的物理图景 2. 地表能量平衡 3. 地表通量的参数化 4. PBL的参数化方案 PBL的物理图景 1 2010-12-17 自由大气与行星边界层 PBL Free Atmosphere 对流云中为湍流 湍流特性 几乎整层都以湍流为主 偶尔垂直运动也体现湍流 摩擦力 地球表面很强的摩擦拖曳 很小的粘性力 耗散 快速的湍流混合导致很大的湍流耗散 很小的粘性耗散 表面层中：对数风廓线 风 表面层上体现为穿越等压线的此地转风 地转风 （Ekman旋转） 主要靠平均风w ，和小尺度 垂直输送 主要靠湍流 积云对流 小时，快过程 天以上，慢过程 时间尺度 日循环明显 天气过程 （周）明显 垂直尺度 1-3km以下 3-15km 热带雨林，枝枝蔓蔓，水平穿越十分困难， 蒙古草原，一马平川，水平 比喻 速度快不了 穿越十分容易，速度很高 PBL的物理图景 Free Atmosphere 行星边界层(PBL/ABL)是对流层大气最下面 1000 m 1/10的部分，湍流是其最主要特征！ r Ekman Layer e Ekman层：层： y 层层：： a 也即 “风旋转”层，宏观作用力和湍流效应 L y 都需考虑，大气三力平衡（PGF，科氏力， r 湍流摩擦力） a d 常值通量层常值通量层 （混合层（混合层 ）：）： n 常值通量层常值通量层 （（混合层混合层 ）：）： u 宏观作用力 （PGF和科氏力）可以忽略，大 100 m o 气湍流非常强盛，导致动量、热量、水汽混 B Constant Flux Layer