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一直以来，大气边界层作为地球与大气之间物质能量交换的桥梁，人类生产生活的主要产所，与人类发展有着密不可分的关系。中国幅员辽阔，气候特征复杂多变，各个区域受气象因子以及下垫面条件等多种要素影响，不同区域站点存在着自身特点。 本研究利用欧洲中心大气边界层高度的再分析资料对中国边界层高度进行了长期的气候特征分析，主要包括边界层高度的以月为尺度的季度变化、极值变化，每天两个常规观测时次的边界层高度的季节变化，并对中国大陆地区进行分区来研究边界层高度的变化情况。在此基础上，利用2010-2015年L波段探空资料对全国120个站点的边界层高度进行了统计分析。发现(1)季节变化上，春夏的振幅大于秋冬。除个别地区外，再分析资料与L波段探空资料的趋势总体类似。(2)大气边界层作为响应下垫面作用的时间尺度为一小时或者更短的大气的最低部分，其内部结构的变化或者发展受到了包括天气因子、下垫面条件、气候类型等等要素的影响，通过相关分析研究，认为边界层高度在20BJT与10m风和地表温度都呈现了较好的正相关性。(3)不同的下垫面条件以及气候类型都会对边界层高度以及状态造成影响。就日变化而言，边界层高度的高峰多出现在午后，西北地区及高原边界层高度的日振幅相较其他地区更大。 此外，分辨率的提高一直是改进数值天气模式大气模拟能力的重要途径，研究分辨率提高有助于解决目前模式的不足，对进一步提高模式的模拟能力也具有着十分重要的意义。而通过大涡模拟更真实地分析边界层内部结构，包括滚动涡的产生机制也是很多学者关心的问题。本文除了通过再分析资料以及长期观测资料对中国边界层观测特征进行研究之外，进行了一次飓风大涡模拟试验。模拟旨在探讨由热带气旋风暴所引起的下方海温冷却对热带气旋边界层(TCBL)内涡产生机制造成的可能影响，并在此基础上分析边界层内滚轴涡旋在水平和垂直输送等方面所起到的作用。模拟试验分别采用Unified Wave INterface-Coupled Model中的海表面温度(SST)场以及NCEP-FNL全球再分析资料中的SST场进行强迫。结果表明，(1)滚轴涡旋在飓风ISAAC中是普遍存在的;且在模拟中考虑由风暴所引起的海温冷却会影响边界层稳定度参数，即当考虑SST随热带气旋发展而冷却时，边界层滚轴涡旋的产生主要由动力不稳定所引起，而反之边界层滚轴涡旋的生成主要是因为对流不稳定。(2)TCBL中的滚轴涡旋呈偏态，随着对流不稳定的增强这种偏态将随之增大。(3)强的对流不稳定会促进热量和水汽的垂直传输，而强的动力不稳定则会增加湍流动能，减弱热量和水汽的垂直输送。