张宏昇,张小曳,李倩惠,蔡旭晖,范绍佳,宋宇,胡非,车慧正,权建农,康凌,朱彤. 2020. 大气边界层高度确定及应用研究进展[J]. 气象学报, 78(3):522-536, doi:10.11676/qxxb2020.044
大气边界层高度确定及应用研究进展
Research progress on estimation of atmospheric boundary layer height
投稿时间:2019-12-10  修订日期:2020-03-27
DOI:10.11676/qxxb2020.044
中文关键词:  大气边界层高度  湍流边界层  物质聚集层  遥感反演  参数化
英文关键词:Atmospheric boundary layer height (ABLH)  Turbulent boundary layer  Aerosol accumulation layer  Remote sensing retrieval  Parameterization
基金项目:大气重污染成因与治理攻关项目(DQGG0104、DQGG0106)、国家重点研发计划项目(2017YFC0209600、2016YFC0203300)、国家自然科学基金(91544216)
作者单位E-mail
张宏昇 北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室北京100871  
张小曳 中国气象科学研究院中国气象局大气化学重点实验室北京100081 xiaoye@cma.gov.cn 
李倩惠 北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室北京100871  
蔡旭晖 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871  
范绍佳 中山大学大气科学学院广州510275  
宋宇 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871  
胡非 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029  
车慧正 中国气象科学研究院中国气象局大气化学重点实验室北京100081  
权建农 北京城市气象研究院北京100080  
康凌 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871  
朱彤 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871  
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中文摘要:
      大气边界层高度是表征边界层特征的重要参量,影响边界层内水热、物质、能量的垂直分布,也是数值模拟、环境评估中的重要参数。从湍流运动、热力作用、动力作用以及物质分布等多视角总结了大气边界层高度的定义及确定方法,回顾了采用直接观测手段和遥感手段确定大气边界层高度的不同方法,对比了大气边界层高度不同获取手段的优缺点,梳理了大气边界层高度参数化方案,探讨了大气边界层高度确定中存在的问题,并提出未来相关研究和应用可能突破方向。
英文摘要:
      Atmospheric boundary layer height (ABLH) is an important parameter used to depict characteristics of the planetary boundary layer (PBL) in the lower troposphere. The ABLH is strongly associated with the vertical distributions of heat, mass, and energy in the PBL, and it is a key quantity in numerical simulation of the PBL and plays an essential role in atmospheric environmental assessment. In this paper, various definitions and methods for deriving and estimating the ABLH are summarized, from the perspectives of turbulent motion, PBL dynamics and thermodynamics, and distributions of various substances in the PBL. Different methods for determining the ABLH by means of direct observation and remote sensing retrieval are reviewed, and comparisons of the advantages and disadvantages of these methods are presented. The paper also summarizes the ABLH parameterization schemes, discusses current problems in the estimation of ABLH, and finally points out the directions for possible future breakthroughs in the ABLH-related research and application.
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