大気境界層（読み）タイキキョウカイソウ（その他表記）atmospheric boundary layer

デジタル大辞泉

たいききょうかい‐そう〔タイキキヤウカイ‐〕【大気境界層】

地表面や海面から摩擦や熱などの影響を直接受けている大気の層。地上から高度1～2キロメートル程度までの層で、その上空の自由大気と区別される。

出典　小学館

改訂新版　世界大百科事典

大気境界層 (たいききょうかいそう)
atmospheric boundary layer

地球の対流圏を大気の運動の特徴からみたとき，その鉛直構造を図1のように三つに分けることができる。地面近くになると，地面との摩擦のため空気の動きが抑えられ，風速が小さくなる。その風はまたその上の空気の動きを抑え，風速を小さくする。そのようにして地表面の摩擦の影響は上方へと及んでいく。さらに摩擦の影響は空気を激しく上下に混合し，風の乱れを生じる。乱れが生じなければ地面摩擦の及ぶ高さ，すなわち境界層高度は2mぐらいであるが，乱れが生じると数百mから数kmに及ぶことになる。この大気層を大気境界層あるいはプラネタリー境界層planetary boundary layerと呼んでいる。大気境界層のうち，地表面に接する数十mの気層は接地層と呼ばれ，熱や運動量の流束（フラックスflux）が高度によらずほぼ一定とみなされ，風速の鉛直分布は対数法則で近似できる。接地層のすぐ上の気層は通常エクマン層と呼ばれている。エクマン層の性質を調べてみよう。大気境界層を支配する方程式はz軸を鉛直方向にとれば次のように書くことができる。

ここで（U，V）は平均風速，（U_g，V_g）は地衡風であり，fはコリオリの力の鉛直成分である。いま現象が定常状態であり，水平方向の摩擦応力が拡散係数Kを使って次の式のように表されるとする。ここでKが高さに関係なく一定とし，地表（z＝0）で平均風速が0（U＝V＝0），高さが高くなれば（z→∞），平均風速は地衡風に等しくなる（U＝U_g，V＝V_g）として方程式を解くと図2のようになる。これはエクマンらせんと呼ばれ，スウェーデンの海洋学者V.W.エクマンが1905年に初めて海流の運動を説明するために提案したものである。地表面近くでは地衡風の風向と約45°の差が生じているが，実際は，地表面の粗さ，成層の安定度およびfの値によって左右されることから，45°より小さい値を示している。

　この大気境界層中には全地球大気の約10%の質量が含まれているため，地球大気のエネルギーを議論する場合，特に重要である。さらに人間が生活をしているのはほとんどこの境界層の中であり，大気汚染，ビル風，地形性乱気流等にも大きく関係している。
執筆者：花房 竜男

図1～図2

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

大気境界層
たいききょうかいそう
atmospheric boundary layer

地表面の摩擦の影響を直接受ける大気層。層の厚さは昼と夜で変化する。また緯度によっても厚さが異なり，平均して高度 1kmまでの大気層をさす。エクマン層またはエクマン境界層とも呼ぶ。この大気層よりさらに高い層を自由大気と呼ぶ。大気境界層は自由大気と比べて風が弱く，気温の変化が大きいのが特徴である。また，地表面から高度 100mまでの大気境界層を接地境界層と呼ぶ。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

日本大百科全書(ニッポニカ)

大気境界層
たいききょうかいそう

→境界層

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

世界大百科事典（旧版）内の大気境界層の言及

【対流圏】より

…そこに注目して対流圏の成層を分けると，下から接地層(地面～高度約100m)，エクマン境界層(高度約100m～約1km)，自由大気(高度約1km～圏界面高度)の三つがある。接地層は地面摩擦が大きく，運動量や熱の乱流拡散が活発な気層，エクマン境界層はコリオリ力，気圧傾度力，地面摩擦力の三つの力がつりあって運動する気層で，これら二つの気層を大気境界層と呼ぶ。自由大気は摩擦力の影響が無視できるほど小さく，運動は理想流体で近似できる。…

※「大気境界層」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」