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混合層

鎖定
氣象要素(特別是位温)隨高度分佈趨於均勻的大氣邊界層。
中文名
混合層
外文名
mixing layer
相關術語
湍流
學科分支
動力氣象學

混合層描述

混合層是由於温度層結不連續產生上下層間的湍流不連續而形成。下層空氣湍流強,上層空氣湍流弱,這就造成不連續面以下能夠發生強烈的湍流混合,使得位温、水汽等要素隨高度分佈均勻。由於混合層是湍流受熱對流控制的近地面層以上的大氣邊界層,所以它也常被稱為自由對流層。

混合層混合層高度

大氣混合層伸展的高度是混合層高度。混合層高度是研究地表向大氣排放污染物狀況的重要參數。混合層高度越高,越有利於污染物垂直方向的擴散,因此,混合層高度是決定地面污染濃度的重要因子。混合層具有明顯隨時間變化的特徵,不同的氣象條件和天氣過程會影響混合層高度。例如,起始温度的垂直結構和地面增温狀況會影響混合層高度。
一般根據混合層內的氣象要素的分佈特徵,對混合層高度進行確定,以下是幾種確定混合層高度的方法。
(1)根據混合層內位温、濕度等分佈均勻的特徵,利用探空氣球所得的位温、濕度等繪製的垂直廓線確定。
(2)根據臭氧濃度的垂直分佈與混合層的變化之間的關係,利用常規氣象探測資料與臭氧濃度探測資料確定。
(3)利用風廓線儀和氣溶膠激光雷達反演風或氣溶膠垂直分佈確定。
(4)根據清晨探空温度廓線和地面最高、最低氣温,利用由Holzworth提出的幹絕熱法確定。
(5)假設混合層由熱力和機械湍流共同作用,邊界層上部大氣運動狀況與地面氣象要素間存在相互關聯,估算混合層高度。

混合層實例

利用幹絕熱曲線上升法確定混合層高度,具體為:利用探空資料,繪製氣温隨高度分佈,根據當日地面最高氣温,加5℃處做幹絕熱線,兩條曲線的交點所在高度為混合層最大高度。
一般,混合層最大高度大於900米認為無污染,小於900米可能出現不同程度的污染。
混合層最大高度因子(P)用評估區域夜間02時的混合層平均高度來衡量,混合層平均高度在一定程度上表徵大氣的穩定程度,根據大氣層結穩定、中性、不穩定的平均高度值,確定混合層高度評估因子的分級。
表1混合層高度評估因子分級
高度範圍/米
污染程度
最嚴重
嚴重
輕微
污染等級
1
2
3
4
5