[科普中国]-通量

定义

在流体运动中，单位时间内流经某单位面积的某属性量，是表示某属性量输送强度的物理量。

分类（一）动量通量

根据牛顿第二定律，在没有外力作用于物体时，物体的速度不会改变，物体动量也就不会发生变化，其为动量守衡。作用于流体的力主要是惯性力，包括外力、压力和黏附力。流体动量与外力、压力和黏附力间的物理关系方程称为运动方程，是流体动量变化的数学基础。在大气边界层的下方，空气运动在黏附力的作用下，在地表和大气之间会形成一个速度梯度，产生切应力。由这种切应力传输动量的过程称为动量传输。单位时间通过单位断面所传输的动量称为动量通量。

（二）显热和潜热通量

在不发生物体和媒介的相态变化条件下，通过热传导和对流（湍流）所输送的能量称为显热。当两个温度不同的物体接触时，热量会从温度高的一方向温度低的一方传输，其传输的热流量称为显热通量。显热通量与温度差值成正比，这个比例系数称为显热传输系数或显热交换系数。

由物质发生相变而吸收或放出的热能称为潜热。水汽传输就代表潜能的输送。单位时间通过某一面积的潜热流量称为潜热通量。潜热通量与断面两侧的水汽的浓度差成正比，这个比例系数称为潜热传输系数。

（三）物质通量

扩散是物质、热量和动量等物理量输送的主要机制之一。静止流体的扩散主要是浓度梯度驱动的分子扩散，而在运动激烈的流体中，主要是湍流扩散。大气中的扩散现象在大多情况下是以湍流扩散为主的。物理量在扩散过程中，通过与扩散方向垂直的平面上的扩散量称为物质通量。

（四）H2O通量

H2O通量是生态系统水循环过程的重要特征参数。陆地/大气系统的水蒸汽输送即是水循环的一个环节，同时又是潜热输送的载体，是能量平衡的重要影响因子。蒸发是植被/大气系统水汽输送的主要形式。在农业气象学中通常是指地表面的蒸发。为了与土壤蒸发相区别，把来自植物体内（主要是叶片））的蒸发称为蒸腾。植被下垫面的蒸发可分为地面或水面的蒸发、植被冠层截获降水的蒸发和植物蒸腾三部分。三者之和称为蒸散或蒸发散。蒸发强度或蒸发速度实际上就是水汽通量。其时间上的积分值就称为蒸发量。

应用通过获取典型生态系统地气间显热、潜热、动量通量和CO2通量的长期观测数据，为气象部门开展气候系统模式的研究提供基础数据；为全面系统地开展典型生态系统中生态过程与小气候、地气相互作用及水热平衡特征、大气—生态—小气候—水文—土壤相互作用及影响机制的研究提供基础数据；为短期气候趋势预测、气候变化影响评估等工作提供基础性资料。