摩擦层风mocacengfengwind in the frictional la yer

在摩擦层大气内水平气压梯度力、水平地转偏向力、摩擦力（曲线运动时还有惯性离心力）三力达平衡时的空气水平运动。

图1 直线等压线时，A、
R、G三力的平衡

大小和方向 空气运动受到的摩擦力(R)包括地面摩擦力（外摩擦力）与内摩擦力。在北半球的方向在风的相反方向之左侧约35°～40°。在直线等压线情况下，当空气运动速率不变时， 水平地转偏向力(A)、摩擦力()的合力与水平气压梯度力()相平衡(图1)。由于摩擦力的影响， 实际风速(V)小于相应的地转风速，风将斜穿等压线从高压吹向低压方向。地面粗糙度越大、大气稳定度越大、纬度越低， 则实测风与等压线的交角(α)越大。据统计： 在中纬度地区， 风向与直线等压线的交角， 陆上约为35°～45°, 海上约15°～20°；陆地上地面风风速(即10～12米高度上的风速)约为该气压场相应的地转风风速的35%～45%，在海上约60%～70%。在弯曲等压线情况下，北半球的低压区空气按反时针方向向低压中心辐合，高压区摩擦层风按顺时针方向向外辐散。

图2 风速随高度的变化

图3 上部摩擦层中风随高度的变化

(图中Vz₁、Vz_2……是不同高度上的风速矢量)

垂直分布 在贴地层(0～2米), 因地面摩擦力随高度很快减小，故风速随高度增加最快，2米高以上风速随高度增加变慢(图2)。在近地面层(从地面至高度50～100米左右), 平均情况下风向随高度变化很少， 平均风速随高度呈对数分布（中性层结）或指数分布（非中性层结）。不稳定层结有利于层内空气的上下交换，促使层内上下风速差变小；稳定层结能抑制空气的上下交换，致使风速随高度增加要明显些（见大气静力稳定度）。在摩擦层上部（从近地面层顶至摩擦层顶），若水平气压梯度力与湍流系数不随高度改变，将各高度上求得的风速矢量投影在同一平面上， 其矢量端点的连线如图3所示， 称爱克曼(Ekman)螺线。一般把第一个风向和等压线相合的高度作为摩擦层顶高度。由图3可见，在气压场随高度无明显变化条件下，因摩擦力随高度减小，故风速一般随高度增大、风向随高度向右（北半球）或向左（南半球）偏转； 高度抵达摩擦层顶附近，风向、风速接近于地转风。若由于热力等原因引起气压场随高度有明显变化时，则还应考虑气压梯度力随高度变化带来的影响，风随高度的变化情况就更复杂。
日变化 摩擦层中的风具有日变化。白天乱流强，上下空气交换频繁，致使近地面层风速增大、摩擦层上部风速减小；夜里乱流弱， 上下空气交换少，故近地面层风速减小，摩擦层上部风速增大。风的正常日变化可被强气压系统过境所扰乱和掩盖。