The Atmospheric Boundary Layer for Engineers

زمانی که در سال 1989 در سمپوزیوم IUTAM در مورد ساختار اغتشاش و کاهش کشش در زوریخ سوئیس شرکت می کردم، پروفسور دکتر Themistocles Dracos با من تماس گرفت تا در خلال مرخصی ام، یک دوره آموزشی در مورد لایه مرزی اتمسفر ارائه دهم. در Eidgenossische Technische Hochschule (ETH) زوریخ - Hoenggerberg در سال 1991. دلیل او برای این پیشنهاد علاقه فزاینده به محیط و پویایی آن ایجاد شده توسط جریان در لایه مرزی جو بود. من بیش از بیست و پنج سال است که لایه مرزی را به دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد تدریس می کنم، بنابراین موافقت کردم که یک سری سخنرانی در مورد لایه مرزی جو ارائه کنم. از همان ابتدا به طور جدی در مورد این مشکل فکر کردم و تمام آثار منتشر شده به زبان انگلیسی در مورد لایه مرزی جو (ABL) را بررسی کردم. ابتدا توپوگرافی زمین را در نظر بگیرید که دارای اقیانوس‌هایی آرام و متلاطم، رشته‌کوه‌هایی با ارتفاع تا 9 کیلومتر، سرزمین‌هایی با ارتفاع متغیر با جنگل‌ها، پرورش سبزیجات و بیابان‌ها است. شکل زمین به جز در قطب شمال و جنوب تقریباً کروی است. خورشید انرژی لازم برای به حرکت درآوردن گردش هوا در اطراف جو زمین را فراهم می کند که برای تمام اهداف عملی منطقه را تا حدود 10 تا 11 کیلومتر اشغال می کند. این منظره مختصر از توپوگرافی زمین پیچیدگی جریان بسیار نزدیک به سطح زمین را نشان می دهد که به سختی صاف است به جز در سطح اقیانوس ها که حدود 70٪ از کل سطح زمین را تشکیل می دهد.

While I was participating in the IUTAM Symposium on Structure of Turbulence and Drag Reduction in Zurich, Switzerland, in 1989, I was approached by Prof. Dr. Themistocles Dracos to give a course oflectures on the Atmospheric Boundary Layer during my sabbatical leave at Eidgenossische Technische Hochschule (ETH) Zurich - Hoenggerberg in 1991. His reason for the suggestion was the growing interest in the environment and its dynamics created by flow in the Atmospheric Boundary Layer. I have been teaching boundary layer to undergraduate and graduate students for more than twenty five years, so I agreed to give a series of lectures on boundary layer of the atmosphere. From the start I thought very seriously about the problem and consulted all the published works in English on the Atmospheric Boundary Layer (ABL). First consider the topography of the Earth which has oceans calm and turbulent, mountain ranges of height up to 9 km, lands of variable height with forests, food growing vegetable and deserts. The shape of the Earth is nearly spherical except at the north and south poles. Sun supplies the energy to drive circulation of air around the Earth's atmosphere which for all practical purposes occupies the region up to about 10 to 11 km. This brief scenerio of Earth's topography reveals the complexity of flow very close to the Earth's surface that is hardly flat except at the oceans' surface which consists of about 70% of the total Earth's surface.