大气边界层通常是指受地面直接影响、并与地面有直接作用的对流层,与人类关系最为密切,是人类活动和各项生态环境过程发生和发展的主要气层(Stull,1988)。在地-气系统中,施加给边界层的强迫包括摩擦力、蒸发和蒸腾、热传递、污染物排放以及地形对气流的影响。由于这些强迫的共同作用,大气边界层内的空气的流动实质是地表附近的湍流流动。同时,由于地球表面吸收太阳辐射后,一边发射出长波辐射,另一边通过边界层的湍流运动把热量和水汽向上输送给自由大气,且大尺度运动动能的消耗又主要在边界层内完成。在地-气相互作用过程中,边界层扮演着重要的角色。因为人类日常生活区域基本位于大气边界层内,所以边界层内的物理过程对人类的生活和生产活动有直接的影响。因此大气边界层的研究对大气科学和气候研究都十分重要。自2011年起,中国气象局(CMA)更新的L波段中国无线电探空网的大部分站都开始进行夏季北京时间14时加密观测(Zhang et al., 2016; Guo et al., 2016)。下午的观测结果为我们提供了一个很好的机会来研究大气边界层的热力学稳定性。因此,本研究的主要目标之一是通过长期的高分辨率大气探测,揭示中国不稳定边界层、稳定边界层和中性边界层的发生频率和空间分布。另一个目的是了解各种热力学稳定性条件下,气象变量与大气边界层高度之间的关系。利用2012-2016年期间中国气象局探空观测网的北京时间14时的探测结果,计算了不同大气边界层类型(不稳定边界层,中性边界层和稳定边界层)的发生频率和空间分布。此外,本文还分析了大气边界层高度与其他气象变量之间的关系,包括近地面温度、压强、相对湿度和十米风速。数据显示,不稳定边界层的发生频率约为70%,中性边界层的频率为26%,而稳定边界层的发生频率只有4%。总的来说,在中国区夏季14时,不稳定边界层和中性边界层的边界层高度的空间分布非常相似,呈显著的南北梯度分布。而稳定边界层高度(均值为152 m±100 m)低于中性边界层高度(1656 m±562 m)和不稳定边界层(1803 m±550 m)。在14时,云的存在会一定程度上抑制不稳定边界层和中性边界层的发生频率。在稳定边界层的发生频率方面,云的影响更大。在晴空条件下,其频率仅为~10%,而在阴天条件下,稳定边界层的发生频率约为70%,表明云会影响稳定边界层的发生。除了在阴天(云量大于80%)条件下大气边界层高度的变化明显外,在其他多云(云量小于80%)条件下的边界层高度不会发生很大变化,这表明云是调节边界层发展的重要因素。此外,不稳定、中性和稳定边界层高度与近地表气象因子的关系也得到了讨论(如与Tsfc呈正相关,与RHsfc呈负相关)。虽然在夏季的下午,不稳定边界层控制了中国区,但并不能忽视,在一定条件写也可能发生中性和不稳定边界层。