下垫面

大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面

下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面。因此下垫面的性质对大气物理状态与化学组成的影响很大。

概念

下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面。因此下垫面的性质对大气物理状态与化学组成的影响很大。不同下垫面的粗糙度、辐射平衡、热量平衡和辐射差额等差别较大，对空气流动的影响也大不一样，常常形成不同的小气候。

内容

空气流动总是受下垫面的影响，其影响方式有两方面：一是动力作用，如小地形起伏改变粗糙度可增加机械湍流，大地形起伏可改变局地流场和气流路径，从而改变烟气扩散稀释条件；二是下垫面的热力作用，因地形起伏或水陆分布，使得受热和散热不均匀，从而引起温度场和风场的变化，进而影响污染物的扩散。

地面是一个凹凸不平的粗糙曲面，当气流沿地表流过时．必然要同各种地形地物发生摩擦作用．使风向、风速同时发生变化．其影响程度与各障碍物的体积、形状、高低有密切关系。在一定的地域内，山脉、河流、沟谷的走向，对主导风向具有较大影响。气流沿着山脉、河谷流动，地形、山脉和阻滞作用，对风速也有很大影响，尤其是封闭的山谷盆地。因四周群山的屏障影响，往往是静风、小风频率占很大比重，不利于大气污染物的扩散。城市中的高层建筑物，体形大的建筑物和构筑物，都能造成气流在小范围内产生涡流，阻碍污染物质迅速排走扩散。而停滞在某一地段内，加重污染。一般规律是建筑物背风区风速下降。在局部地区产生涡流，不利于气体扩散。地形的差异。造成地表热力性质的不均匀性，往往形成局部气流，其影响范围一般在几公里至几十公里，局部气流对当地的大气污染起显著的作用。最常见的局地气流有山谷风、海陆风(水陆风)、城市热岛效应等。

森林、草地等绿地面积，可以起到净化和缓冲大气污染的作用。植物有吸收各种有害有毒气体和净化空气的功能，茂密的林丛能降低风速，使气流携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平，多绒毛，有的植物还能分泌粘液和油脂．吸附大量飘尘。植物的光合作用放出氧气和吸收二氧化碳，因而能调节空气的成分。甚至有些植物能吸收大气中的有毒成分。

因素

下垫面因素包括地形地势（海拔高低、迎风背风）、海陆位置、洋流、植被覆盖等。就下垫面差异的规模及其对气候形成的作用来说，海陆间的差别是最基本的，并主要影响气温、水分和环流。

影响

①大气的影响

下垫面对大气的影响，主要表现在两个方面：

一是对气温的影响。由于气温是气候最主要的要素，故这也是下垫面对大气的影响主要方面。对于低层大气而言，由于几乎不能吸收太阳辐射，而能强烈吸收地面辐射，地面辐射成为它的主要直接热源。此外，下垫面还以潜热输送、湍流输送等方式影响大气热量。

二是对大气水分的影响，大气中的水气也是来自下垫面。

在相同气象条件下不同下垫面表面温度有很大差异，下垫面的绿化能够有效改善了局部微气候；当地正午太阳高度角对于下垫面表面温度来说起主导作用。

下垫面也是影响气候的主要因素之一，主要表现在以下几个方面：

②海陆差异的影响

海洋与大陆的热力差异在气候的形成上也有明显的反映。海洋热容量比陆地要大，吸热较慢，增温较缓；放热较慢，降温也较缓。因此，海洋对气温起着显著的调节作用。大陆热容量比海洋小，吸热很快，增温也快；放热迅速，降温也迅速。陆地对大气温度的调节作用，以致气温的日较差、年较差比海洋大。我国东南沿海地区在海洋调节作用下，四季之间及一日之中冷暖变化趋于缓和，气温日较差与年较差小，春季升温速度不如内陆快，秋季降温也不如内陆快，秋季温度高于春季温度。远离海洋的西北内陆地区，由于受到海洋的调节作用微弱，甚至不能受到调节作用：夏季炎热，冬季严寒，气温日较差、年较差大，春季温度高于秋季温度，空气中水汽来源贫乏，干旱少雨。

我国地处亚洲大陆东部，与太平洋相邻，这种特定的海陆分布及海陆热力差异的季节变化是形成和建立我国季风气候的最直接的原因。进入暖季以后，大陆迅速被加热，形成热源，海洋则为冷源。这时在大陆上形成一个热低压系统，气流是向低压中心辐合的。这样在近地面就出现从海洋吹向大陆的风系。相反，在寒冷季节大陆上出现较强的辐射冷却，大陆空气变冷成为冷源，海洋则为热源。这时在大陆近地面形成一个冷高压中心。空气的流动和暖季相反，即在低空出现从大陆吹向海洋的风系。

③洋流的影响

洋流是指海水沿着一定的方向大规模地水平流动。洋流可以分为暖流和寒流。一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流，由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。洋流对气候的影响十分显著：暖流使流经沿岸地区变暖，冷流使流经沿岸地区变冷。总体来说，暖流增加温度和湿度，寒流降低温度和湿度。

对气温的影响洋流使低纬度的热量向高纬度的热量传输，特别是暖流的贡献。洋流对同纬度大陆两岸气温的影响：暖流经过的大陆沿海气温高，寒流经过的大陆沿海气温低。

对降水和雾的影响暖流上空有热量和水汽向上输送，使得层结不稳定、空气湿度增大而易产生降水。而寒流产生逆温，层结稳定，水汽不易向上输送，蒸发又弱，下层相对湿度有时虽然很大，但只能成雾，不能成雨。寒流表面多平流雾，在以下几种情况出现：

海陆风雾：陆风在白天流到寒流表面而形成平流雾；

海雾：在寒暖流交汇处，风自暖流表面吹至寒流表面而形成平流雾。

④地形的影响

巨大的山地和高原对气候的形成与影响有着不可忽视的作用。海拔高的地区比海拔低的地区温度低；坡向对降水也有很大影响。

⑤其他因素的影响

例如，地表物质组成（岩石、土壤、水面、冰雪和植被）不同，对太阳辐射的反射率也不同，从而直接影响到地表对太阳辐射能的吸收，进而导致地区间热量状况出现差异。不同下垫面对于太阳辐射的反射率如下表1。

表1 不同下垫面对于太阳辐射的反射率

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