式中△t的选择，亦即积分时间间隔的选择，在表面层所研究的过程中，并不是任意的，它必须应足够地长以俘获各种重要的脉动值变化范围；但它又必须是足够的短，以避免包括大尺度的天气被动和周日的效应。一般而论，这个积分的时间间隔以20分钟到1小时为宜，其长度对于平均数量的统计描述并不是固定不变的，但是当我们考虑通量时，这个长度就应当严格起来了。对于物理量的平均数量规定，亦可以处理为脉动值(u′)作为原始信号(u)与平均值(ū)之差，即

u′=u-ū (16.30)

　　水平风速分量；u'＝u－ūτ为表面切应力或动量通量；U*为摩擦速度，在

　　定时，这个测定就被称为涡度相关。

　　1932年，普朗德托(Prandtl)曾使用分子相似理论，进一步应用涡度相关并规定了一个称为混合长的假定。该混合长类似于分子扩散过程中的平均自由长，但它在流场中是可以变化的。萨顿(Sutton)发展了这个假定，即假设在流场中没有温度梯度(中性条件)。这里，我们仅仅先讨论对于动量湍流扩散时的表达：

Km=Ku*z (16.32)

　　式中k为卡曼常数，其取值范围为0.35～0.42，一般应用时取值0.40。我们联立有关方程时得到：

　　对于各种不同类型的地表来说，它们的粗糙度(z0)是不同的，z0表现为某一个高度，它是由高于地表的风速分布的对数廓线所规定的参数。它从对于平滑植物只有几个毫米的高度直到森林立地的几米数值不等，主要取决于对气流的障碍物数目及其高度。

　　公式16.33就是从粗糙度所表示的高度上起算，并进行积分的，即ū＝0，z＝z。广泛地应用在中性条件下的对数风分布剖面，获得了：

　　当应用上式于有植被的表面时，还需要有另一个表面参数以调节零参考平面的位移d，因为仅仅只是在高障碍物的上部，才影响到气流的运动：

　　式中d为零平面位移。对于充分覆盖的植物冠丛来说，z0与d都与植被的高度zh有关，其经验方程为：

z0≈zh/8 (16.36)

d≈0.6zh (1637)

　　以上我们考虑的条件仅仅在表面层为中性条件时才真确。为了适应更现实的瞬间热通量和动量通量的条件，还将改写成：

　　式中所引出的两个新参数φm和φh，为在非绝热条件下的相关因子。它们考虑了正的(不稳)和负的(稳定)显热通量对于扩散传输系数的效应。通常Km≠Kh，但是却假定Kh＝Kw＝Kc。这样由温度梯度所引起的浮力效应，将以不同的程度分别影响着显热通量和动量通量。
　　本文标题：地球表面层的扩散传输(3)
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