环评考试：边界层结构及其生消演变规律

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(L_mo)：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(L_mo)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(L_mo)与稳定度和混合层高度的关系。

图3-10莫奥长度与稳定度和混合层高度的关系

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

2.边界层污染气象分析

人类活动排放的污染物主要在大气边界层中进行传输与扩散，受大气边界层的生消演变的影响。有些污染现象随着边界层的生消演变而产生。污染物扩散受下垫面的影响也比较大，非均匀下垫面会引起局地风速、风向发生改变，形成复杂风场，常见的复杂风场有海陆风、山谷风等。

边界层演变：在晴朗的夜空，由于地表辐射，地面温度低于上覆的空气温度，形成逆温的稳定边界层，而白天混合层中的污染物残留在稳定边界层的上面。次日，又受太阳辐射的作用，混合层重新升起。

边界层演变的危害：由于边界层的生消演变，导致近地层的低矮污染源排放的污染物在夜间不易扩散，如果夜间有连续的低矮污染源排放，则污染物浓度会持续增高；而日出后，夜间聚集在残留层内的中高污染源排放的污染物会向地面扩散，出现熏烟型污染。

例题：

1.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（ AC ）而变。

A.天气条件    

B.地理纬度   

C.地表特征   

D.经度

2.莫奥长度(L_mo)与稳定度和混合层高度的关系。当（ C ）时，近地面大气边界层处于不稳定状态

A.L_mo >0    

B.L_mo ≥0    

C.L_mo <0   

D.L_mo ≤0