开展典型非均匀下垫面边界层结构、湍流通量基本特征和机理的研究,积累高质量观测数据。确定地表非均匀性度量指标和面积平均通量参数化关键参量,发展非均匀大气边界层湍流输送理论和大气边界层的观测方法(包括物质通量测量),为天气、气候数值模式中陆面过程参数化提供科学参考依据。
非均匀大气边界层研究是大气科学的前沿课题,本项目主要取得了如下成果1、研制新型温湿度无线探空仪,通过综合观测实验获得三份宝贵的非均匀大气边界层资料; 2、揭示了非均匀性尺度对边界层结构的影响;3、发现由非均匀性引起的中尺度通量非常重要,不能忽略;4、发现掺混高度受地表非均匀尺度和风速大小的影响非常明显;5、发现白洋淀水陆非均匀地区大气边界层温湿结构特征不同于一般陆地和水面,并且频繁出现多层逆湿、逆温现象。6、发现非均匀地表近地层白天和晚上都存在"斜坡"相干结构、夜间存在"通量波动"现象;7、指出当前大气模式中流行的处理非均匀地表的"马赛克方法"只有在非均匀尺度较小而且背景风较大时才可以使用;8、发展了新的可用于研究非均匀大气边界层的大涡模拟数值模式,发展了印痕(footprint)模型等,并结合卫星观测资料,获得了典型水陆非均匀地区主要地表类型的通量变化特征等。项目共发表研究论文90多篇(SCI 25篇),参加国内外学术会议150多人次(其中国际分会场邀请报告3次),受到本项目资助毕业的博士生8人、硕士生11人。