对流层

行星边界层

对流层的低层通常受到地球表面的强烈影响。这个子层，被称为行星层边界层，是吗?地区大气表面通过质量的湍流传递影响温度、湿度和风速。由于表面摩擦的结果，行星边界层的风通常比上面的弱，并且倾向于吹向区域低压．由于这个原因，行星边界层也被称为埃克曼层，瑞典海洋学家瓦格恩·沃尔弗里德·埃克曼他是研究风力驱动行为的先驱海洋电流。

在陆地上晴朗晴朗的天空下，由于太阳对地面的加热和对流湍流的产生，行星边界层往往相对较深。在夏季，行星边界层可以达到地表以上1至1.5公里(0.6至1英里)的高度——例如，在潮湿的美国东部——在西南部高达5公里(3英里)沙漠．在这些条件下，当不饱和时空气上升和膨胀，干燥时温度下降绝热递减率(每公里9.8°C，或大约每英里23°F)贯穿大部分边界层。在地球受热表面附近，空气温度以超绝热的方式降低(其递减率大于干绝热递减率)。相反，在晴朗、平静的夜晚，乱流倾向于停止，而来自地表的辐射冷却(热量的净损失)导致空气温度随着地表以上的高度而升高。

当温度随高度下降的速率超过大气某一区域的绝热递减率时，动荡是生成的。这是由于对流推翻低层较暖的空气上升并与高空较冷的空气混合。在这种情况下，由于环境的递减率大于绝热的递减率，an提升一团空气仍然比周围的空气温暖，即使这团空气在冷却和膨胀。这种翻转的证据以气泡的形式产生，或者涡流这是一种温暖的空气。较大的气泡通常有足够的浮力能穿透边界层顶部。随后的快速空气位移将空气从高空带入边界层，从而加深边界层。在这种大气不稳定条件下，高空空气根据环境递减率冷却的速度快于上升空气以绝热递减率冷却的速度。边界层上方的空气取代上升的空气，在下降时经历压缩变暖。结果，夹带的空气加热了边界层。

对流气泡突破边界层顶部的能力取决于高空的环境递减率。如果不加水，渗透气泡的上升速度会迅速下降包裹很快变得比环境温度低环境围绕着它。在这种情况下，空气团的浮力会随着上升而减小。因此，边界层在晴天达到的高度受到地表加热强度和边界层上方的环境递减率的强烈影响。一个上升的湍流气泡相对于周围空气在边界层上方冷却得越快，随后的湍流气泡穿透边界层上方的几率就越低。白天边界层的顶部被称为混合层反演。

在晴朗、平静的夜晚，辐射冷却导致温度随高度升高而升高。在这种情况下，称为夜间逆温，湍流受到强烈热分层的抑制。热稳定条件发生在较热的空气覆盖较冷、密度较大的空气时。在平在地形上，一个近乎层流的气流(一种来自上层的风很容易滑过来自下层的风的模式)可能会产生。辐射冷却空气层的深度取决于多种因素，比如空气的含水量，土壤以及植被特征和地形配置。在沙漠里环境例如，夜间逆温往往出现在更高的高度，而不是在更潮湿的环境中。逆温层更潮湿环境发生在较低的高度，因为较长波辐射从表面释放出来的水被大量可用的水分子吸收，然后重新释放回表面。因此，对流层的低层就无法迅速冷却。如果空气湿润，近地表发生足够的冷却，水蒸气就会凝结成所谓的“辐射”雾．”

风生成的动荡

在有风的条件下，机械产生的乱流变得很重要。由涡流产生的湍流风切变在尺寸上往往比急流产生的湍流气泡小对流浮力空气的。在有风的情况下，在距离地表几十米的地方，风速会随着高度的增加而急剧增加。如果风足够强，风切变产生的乱流会盖过层状热稳定空气的阻力。

一般来说，在对流层的边界层上面往往很少有湍流。即便如此，也有两个明显的例外。首先，湍流在附近产生急流，其中大的速度剪切存在于内部和相邻到积雨云。在这些位置，浮力乱流的发生是由于释放潜热．其次，浮力湍流可能在云顶或云顶上方发现。在这些地方，云的辐射冷却使空气袋不稳定，使它们更有浮力。晴空湍流(CAT)经常被报道当飞机飞近这些乱流产生区域之一时。

对流层的顶端，叫做对流层顶，对应于温度随高度下降的模式停止的水平。它被本质上是等温(相同温度)的层所取代。在热带和亚热带，对流层顶是高，通常达到约18公里(11英里)，作为的结果充满活力的垂直混合低层大气的雷暴．在极地，哪里那么深大气湍流很少出现，对流层顶通常低至8公里(5英里)。对流层顶的温度范围从热带地区低至−80°C(−112°F)到极地地区的−50°C(−58°F)。

云的形成在对流层内

行星边界层以上的区域通常被称为地球边界层自由的气氛。这个体积的风不会直接受到表面摩擦的阻碍。云最常发生在对流层的这部分，但撞击或发展于高架地形的雾和云通常发生在较低的高度。

云有两种基本类型:积云状的而且层状的．两种类型的云都是在干净的空气上升时形成的，当它膨胀时绝热冷却，直到水开始凝结或沉积发生。水的状态发生了变化气体来液体在这种情况下，因为冷空气比暖空气能容纳更少的水蒸气。例如，20°C(68°F)的空气中水蒸气的含量几乎是0°C(32°F)之前的四倍饱和水蒸气凝结成液滴。

层状云的形成是由于饱和空气被机械地强迫上升，并保持比周围相同高度的干净空气更冷。在对流层低层，这样的云被称为层云．平流雾是位于地球表面的层云。在对流层中部，层状云被称为高层云．在对流层上层，这些项卷层云而且卷云使用。卷云类型是指薄的，通常是缕状的卷层云。层状云，既延伸到对流层的很大一部分沉淀被称为nimbostratus。

当饱和空气发生湍流时，就会出现积雨云。这种具有气泡状炮塔形状的云，展示了湍流行星边界层中空气的小规模上下行为。通常，这种云的底部位于或靠近边界层顶部，因为在地球表面附近产生的湍流漩涡达到足够高的高度，可以发生凝结。

如果一团空气饱和后比周围的大气温度高，积雨云就会在自由大气中形成。由于这团空气比周围的温度高，它会加速上升，形成饱和的湍流气泡特征指积雨云。不高于对流层下部的积雨云被称为当积云和腐殖质随机分布时层积云当它们排成一行的时候。充血积云延伸到对流层中部，而延伸到整个对流层的深层沉淀积云被称为积雨云．积雨云云也被称为雷暴，因为它们通常都有闪电和雷声有关。积雨云是由积云和积云发展而来的。