在流體運動中，單位時間內流經某單位面積的某屬性量，是表示某屬性量輸送強度的物理量。在大氣科學中，包含動量通量、熱通量、物質通量和水通量。
基本介紹
- 中文名：通量
- 外文名：flux
- 一級學科：大氣科學
- 二級學科：動力氣象學
定義,分類,套用,
定義
在流體運動中，單位時間內流經某單位面積的某屬性量，是表示某屬性量輸送強度的物理量。
分類
（一）動量通量
根據牛頓第二定律，在沒有外力作用於物體時，物體的速度不會改變，物體動量也就不會發生變化，其為動量守衡。作用於流體的力主要是慣性力，包括外力、壓力和黏附力。流體動量與外力、壓力和黏附力間的物理關係方程稱為運動方程，是流體動量變化的數學基礎。在大氣邊界層的下方，空氣運動在黏附力的作用下，在地表和大氣之間會形成一個速度梯度，產生切應力。由這種切應力傳輸動量的過程稱為動量傳輸。單位時間通過單位斷面所傳輸的動量稱為動量通量。
（二）顯熱和潛熱通量
在不發生物體和媒介的相態變化條件下，通過熱傳導和對流（湍流）所輸送的能量稱為顯熱。當兩個溫度不同的物體接觸時，熱量會從溫度高的一方向溫度低的一方傳輸，其傳輸的熱流量稱為顯熱通量。顯熱通量與溫度差值成正比，這個比例係數稱為顯熱傳輸係數或顯熱交換係數。
由物質發生相變而吸收或放出的熱能稱為潛熱。水汽傳輸就代表潛能的輸送。單位時間通過某一面積的潛熱流量稱為潛熱通量。潛熱通量與斷面兩側的水汽的濃度差成正比，這個比例係數稱為潛熱傳輸係數。
（三）物質通量
擴散是物質、熱量和動量等物理量輸送的主要機制之一。靜止流體的擴散主要是濃度梯度驅動的分子擴散，而在運動激烈的流體中，主要是湍流擴散。大氣中的擴散現象在大多情況下是以湍流擴散為主的。物理量在擴散過程中，通過與擴散方向垂直的平面上的擴散量稱為物質通量。
（四）H2O通量
H2O通量是生態系統水循環過程的重要特徵參數。陸地/大氣系統的水蒸汽輸送即是水循環的一個環節，同時又是潛熱輸送的載體，是能量平衡的重要影響因子。蒸發是植被/大氣系統水汽輸送的主要形式。在農業氣象學中通常是指地表面的蒸發。為了與土壤蒸發相區別，把來自植物體內（主要是葉片））的蒸發稱為蒸騰。植被下墊面的蒸發可分為地面或水面的蒸發、植被冠層截獲降水的蒸發和植物蒸騰三部分。三者之和稱為蒸散或蒸發散。蒸發強度或蒸發速度實際上就是水汽通量。其時間上的積分值就稱為蒸發量。
套用
通過獲取典型生態系統地氣間顯熱、潛熱、動量通量和CO2通量的長期觀測數據，為氣象部門開展氣候系統模式的研究提供基礎數據；為全面系統地開展典型生態系統中生態過程與小氣候、地氣相互作用及水熱平衡特徵、大氣—生態—小氣候—水文—土壤相互作用及影響機制的研究提供基礎數據；為短期氣候趨勢預測、氣候變化影響評估等工作提供基礎性資料。
