边界层理论与陆面过程-L.ppt

【边界层理论与陆面过程】是一门涉及大气科学与地理学交叉的学科，主要探讨的是地球表面与大气之间的相互作用。这门课程由南京信息工程大学的陈海山教授讲授，针对2011级硕士研究生。课程的核心内容是大气边界层理论和陆面过程，这两者在大气科学、气候学以及环境研究中扮演着至关重要的角色。 大气边界层是距离地面1到2公里范围内的大气层最底层，这是一个与地表直接交互的薄层，涉及风、热、水汽等能量的交换。这一层的研究与工业、农业、军事、交通、城市规划和生态保护等多个领域紧密相关。陆面过程则主要关注地表的基本过程及其与大气之间的相互作用。 课程的第一部分主要围绕大气边界层理论展开，首先介绍其基本概念和理论基础，如湍流基础、控制方程和稳定性参数。接着讨论近地面气象学及相似理论，包括地表能量平衡和热力强迫，以及地表湍流通量的计算方法。此外，课程还将涵盖非均匀下垫面的大气边界层、非定常大气边界层的特性，以及数值模拟和边界层参数化简化等高级话题。 在大气边界层理论中，湍流是关键的物理现象，它影响着能量、动量、质量和水汽的传输。这部分会涉及湍流的生成、发展和衰减，以及湍流统计特性。对于陆面过程，课程将深入探讨地表的能量收支，包括太阳辐射、潜热、感热和地表反照率等因素如何影响大气边界层的形成和发展。 此外，课程还会讨论边界层参数化的方法，这是大气模型中简化复杂物理过程的关键技术，通过参数化，可以将小尺度过程的效应纳入到大尺度模型中。这些理论和方法对于理解和预测气候变化、极端天气事件以及人类活动对环境的影响具有重要意义。 这门课程旨在为学生提供大气边界层与陆面过程的系统知识，使他们能够理解并分析地球表面与大气之间的复杂相互作用，从而在科研或实际应用中做出贡献。通过学习，学生将具备处理大气边界层问题的理论基础和计算技能，为未来在相关领域的研究或工作奠定坚实基础。