[科普中国]-湍流整体法

基于空气动力学原理的梯度法是利用两个或两个以上高度的观测数据求算通量的方法，而将两个高度中的一个高度确定为地面的通量计算方法称为整体法(bulk method)，也称为整体空气动力学法(bulk aerodynamic method)。因为地面的风速可以假定为零，所以仅测定一个高度的风速即可。相似的，两个高度的温度差与湿度差可以看作为测定高度处的温度和湿度与地面相应观测值的差。

简介基于空气动力学原理的梯度法是利用两个或两个以上高度的观测数据求算通量的方法，而将两个高度中的一个高度确定为地面的通量计算方法称为整体法(bulk method)，也称为整体空气动力学法(bulk aerodynamic method)。因为地面的风速可以假定为零，所以仅测定一个高度的风速即可。相似的，两个高度的温度差与湿度差可以看作为测定高度处的温度和湿度与地面相应观测值的差。1

原理及优点作为梯度法的一种简化的基于相似理论的通量估算方法，整体法具有与梯度法明显不同的特点首先，由于整体法只需要在一个高度观测气象要素就可以推算地表-大气之间的通量交换，因此观测仪器的数量可以大大减少，系统操作简单，并减少了不同仪器之间的测定误差。其次，由于地表与近地层气象要素的明显差异，因此地面与测定高度之间的物质与热量的梯度要比梯度法两个高度之间的梯度高1个数量级，这就可以降低对观测仪器精度的要求，相应地降低观测的成本。再者，当观测地面为水体或者雪面时，其水汽压为饱和水汽压，可以直接利用温度的测定值推算。因此，这种方法在海面与湖面等水体-大气之间的通量研究中得到了广泛的应用。1

注意事项但这种方法在计算通量时也是基于相似理论，这种关系在中性条件下的水面、裸地或者低矮稙被上是成立的，然而复杂地形，特别是高大植被，如森林时，其合理性受到质疑。最后，与梯度法不同的是，由于整体法隐含将地面作为一个测定高度的假设，因此无法消除下垫面粗糙度的影响，所以这种方法在粗糙下垫面上的应用很少。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学