什么是边界层和混合层

大气混合层的概念~

混合层(mixed layer):
湍流受热对流控制的近地面层以上的大气边界层，近年来常称为自由对流层。一般把含有混合层的边界层称为对流边界层。特点是层结不稳定，对流旺盛，位温和风向风速都变化甚小，常发生于晴朗的白天，其高度较层结稳定的边界层高，一般为1－2km，主要由热对流的高度决定，与地面的垂直湍流热通量和大气层结稳定度有关，边界层以下的大尺度下沉运动和平流作用对其高度也有所影响。
混合高度(mixed depth):
行星边界层中发生湍流混合的厚度。当层结为中性或不稳定时，它是行星边界层高度的一个定义。当行星边界层为稳定层结时，它表示层内下部发生湍流混合的厚度，这时它比边界层高度要低。

边界层结构及其生消演变规律：
1.边界层结构和特征参数
边界层：是指靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。大气边界层是直接受地表影响最强烈的垂直气层，其厚度随天气条件、地表特征而变。
在这一层里，气流受地面摩擦力和下垫面地形地物的影响，并受这一层里的动量、热量、水洗和其他物质的输送及其能量的支配，空气污染物的扩散与其密切相关。
大气边界层的生消演变规律依赖于地表的热量和动量通量等因素，污染物的传输扩散取决于边界层的特征参数。了解这些参数的物理含义，对分析污染物传输扩散很有意义。
混合层高度（h）：混合层是指对流边界层的高度，也就是在大气边界层处于不稳定层结时的厚度。通常晴朗白天中纬度陆地上的大气边界层基本上都属于不稳定的类型，混合层越高，对流边界层越不稳定，在强不稳定条件下，混合层高度可达到1 km以上。混合层的高度决定了垂直方向污染物的扩散能力。
莫奥长度(Lmo)：莫宁与奥布霍夫认为对于定常、水平均匀、无辐射和无相变的近地面层，其运动学和热力学结构仅决定于湍流状况。莫奥长度(Lmo)反映了近地面大气边界层的稳定层结的状况，见图3-10莫奥长度(Lmo)与稳定度和混合层高度的关系。

从图中可以看出，当Lmo >0，近地面大气边界层处于稳定状态，Lmo数值越小或混合层高度（h）与Lmo的比值(h/ Lmo)越大，越稳定，混合层高度则越低；当Lmo <0，边界层处于不稳定状态，∣Lmo∣数值越小或∣h/ Lmo∣越大，越不稳定，混合层高度则越高；当∣Lmo∣→∞，边界层处于中性状态，∣h/ Lmo∣=0，此种情况下，混合层高度大约有800 m。

边界层，又称附面层是一个流体力学名词，表示流体中紧接着管壁或其他固定表面的部份。边界层是由黏滞力产生的效应，和雷诺数Re有关。一般提到的边界层是指速度的边界层。在边界层外，流体的速度接近定值，不随位置而变化。在边界层内，在固定表面上流速为0，距固定表面越远，速度会趋近一定值。
混合层，污染气象学把湍流特征不连续界面以下的大气称为混合层，从地面算起至第一层稳定层底的高度就是混合层高度。

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海西蒙古族藏族自治州13568994822： 什么是边界层和混合层 - ？
牧重培哚： 边界层,又称附面层是一个流体力学名词,表示流体中紧接着管壁或其他固定表面的部份来.边界层是由黏滞力产生的效应,和雷诺数Re有关.一般提到的边界层是指速度的边界层.在边界层外,流体的速度接源近定值,不随位置而变化.在边界层内,在固定表面上流速为0,距固定表面越远,速度会趋近一定值.混合层,污染气象学把湍zd流特征不连续界面以下的大气称为混合层,从地面算起至第一层稳定层底的高度就是混合层高度.

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 大气混合层的概念 - ？
牧重培哚： 混合层(mixed layer): 湍流受热对流控制的近地面层以上的大气边界层,近年来常称为自由对流层.一般把含有混合层的边界层称为对流边界层.特点是层结不稳定,对流旺盛,位温和风向风速都变化甚小,常发生于晴朗的白天,其高度较层结稳定的边界层高,一般为1-2km,主要由热对流的高度决定,与地面的垂直湍流热通量和大气层结稳定度有关,边界层以下的大尺度下沉运动和平流作用对其高度也有所影响. 混合高度(mixed depth): 行星边界层中发生湍流混合的厚度.当层结为中性或不稳定时,它是行星边界层高度的一个定义.当行星边界层为稳定层结时,它表示层内下部发生湍流混合的厚度,这时它比边界层高度要低.

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 行星边界层有什么作用? ？
牧重培哚： 行星边界层又称摩擦层,机械混合层.为约一千米高度以 下的低层大气.因受地面摩擦力的影响,层内气流 速度随高度增加而上升.强烈的地表热力作用和地 形起伏所引起的机械作用又使气流具有明显的乱流 和揣流性质.这些作用在百米高度以下的地面边界 层最为显著;在百米高度以上的上部摩擦层逐渐有 所减弱,气流在地转偏向力的作用下越来越偏离气 压梯度力的方向.它是大气污染物主要的活动场 所,是大气扩散研究的重点对象.

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 流体力学中的边界层是如何定义的?是所有物体都有一个边界层吗?例如阶梯形的圆柱体其内部有流体通过,那边界层是哪部分? - ？
牧重培哚：[答案] 由于管壁表面是粗糙的,并且流体具有一定的粘性,故而可以得出很接近壁面的流体其速度并不等于该流体的来流速度.其速... 由零逐渐增加到来流的给定速度.所以说靠近壁面的流体会有一层很薄的区域,该区域称为边界层.边界层内流体流速有一定...

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 影响大气扩散的因素有哪些 - ？
牧重培哚： 影响大气污染物扩散能力的主要气象因素是风、大气湍流、温度层结和大气稳定度.

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 边界层是如何起源的边界层是流体力学中的一个概念,指的是流体流过固体或者固体在流体中运动时,在固体表面有一个低速流动的流体层.为什么会产生这个... - ？
牧重培哚：[答案] 因为现实流体存在粘性,在固体边界上,必然会因为边界的影响,使得靠近边界的区域流速小于远离边界的区域,并表现出其特殊的流动性质

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 影响大气污染扩散的主要因素有哪些 - ？
牧重培哚： 影响大气污染扩散的主要有5种因素,分别是:风(动力因子)、大气湍流(动力因子)、大气的温度层结(热力因子)、大气稳定度、混合层高度.1、风(动力因子) 空气的水平运动称为风.风对大气污染物的输送扩散有着十分重要的作用...

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 什么是边界层,边界层分离会造成什么后果 - ？
牧重培哚： 边界层(boundary layer)是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层,又称流动边界层、附面层.这个概念由近代流体力学的奠基人,德国人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首先提出.从那时起,边界层研究就成为流体力学中...

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 大气到底是个什么概念 - ？
牧重培哚： 大气层(atmosphere),又叫大气圈或者大气,是星球表面上的空气,因为星球引力影响,在星球表面积蓄而成的一圈气体.地球就被这一层很厚的大气层包围着.大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气.大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄.大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限.整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了.

海西蒙古族藏族自治州13568994822： 海洋混合层的定义 - ？
牧重培哚：[答案] 海-气通量变化过程和风浪搅拌作用使海洋近表层产生厚度一定、水温均一的水层,被称为海洋混合层.海洋混合层对大气与海洋之间的动量、热量和质量的交换起着重要的作用,研究海洋表面存在的海浪及其诱导产生的相关过程对海洋上混合层性质...