第9章 边界层气象学100年进步

第9章边界层气象学100年进步

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摘要: 在过去的100年里，边界层气象学从以近地面观测为主的学科，发展为涵盖全球各种大气边界层（ABL）的领域。从一开始，研究人员就从不断扩展的学科——热力学、土壤和植物研究、流体动力学和湍流、云微物理学和气溶胶等汲取经验。为了研究颗粒物和痕量气体的扩散，研究范围向上扩大到包括整个ABL，之后研究延伸到在数值天气气候模式表征ABL（从1970—1980年代开始），并利用其他领域的发展带来的机会，包括大涡模拟（1970年代）、直接数值模拟（1990年代）和从地面、大气和空间中对边界层进行外场和远程采样的仪器。1940—1970年代，近地面通量廓线关系研究迅速发展，当时迅速发展的领域转向了晴朗天气对流边界层（CBL），尽管热带CBL研究可以追溯到1940年代。1980年代，ABL研究开始包括ABL与地面和云的相互作用，并出现了第一个ABL参数化方案；陆面和海面模式也蓬勃发展。随后几十年中，研究侧重于因天气气候模式的缺陷或不确定性而发现的更为复杂的ABL，包括稳定边界层、北极边界层、阴天边界层和非均匀地面（包括城市）上的ABL。最后进行了简要概述，总结了一些经验教训，并展望了未来。