Mezní vrstvou atmosféry se označuje její nejnižší vrstva. Jedná se o oblast atmosféry, kde je proudění výrazně ovlivněno vlastnostmi zemského povrchu. Díky kontaktu s povrchem dochází v této vrstvě k turbulenci a intenzivnímu promíchávání. Toky energií (např. tepla) i látek (např. vody, CO2 a dalších) do atmosféry přímo závisí na proudění a turbulenci v mezní vrstvě. V mezní vrstvě atmosféry také dochází ke vzniku některých důležitých meteorologických jevů, jako je nízká kupovitá i vrstevnatá oblačnost nebo mlha.
Pochopení fyzikálních dějů v této vrstvě je velmi důležité s ohledem na studium rozptylu a transportu atmosférického znečištění. Popis proudění je ovšem v mezní vrstvě atmosféry značně komplikovaný právě díky fenoménu turbulence. Ta patří mezi poslední neuzavřené kapitoly klasické fyziky, jedná se o problematiku, kde není doposud konečný ucelený fyzikální popis.
Proudění v mezní vrstvě atmosféry je ovlivňováno množstvím parametrů, z nichž celou řadu lze jen obtížně matematicky vyjádřit. K simulaci a studiu konkrétních případů se přistupuje dvěma základními přístupy – numerickým a fyzikálním modelováním. Základem numerického modelování je matematický popis, který vede k soustavě nelineárních diferenciálních Navierových-Stokesových rovnic. Numerické řešení této soustavy je složitý matematický problém, který vyžaduje složitý matematický aparát a výkonnou výpočetní techniku. Jednodušší modely mezní vrstvy také vystupují jako tzv. parametrizace v modelech většího měřítka (sloužících pro předpověď počasí nebo simulace klimatu).
V některých případech ale numerické modelování nepřináší uspokojivé výsledky. Přistupuje se pak k fyzikálnímu modelování proudění. To je nejčastěji realizováno v aerodynamických tunelech. Experimentální výsledky se také často používají jako reference při hodnocení přesnosti numerických modelů.
Numerické modelování je na KMOP zkoumáno zejména pomocí numerického modelu CLMM (Charles University Large-Eddy Microscale Model), яка інтенсивно розвивається на кафедрі. Це особливо використовується для розрахунків поширення домішок в областях зі складною геометрією (наприклад,. міста і промислові зони). Він також може бути використаний для теоретичних досліджень турбулентності в прикордонному шарі при різних умовах стійкості з включенням різних варіантів впливають на земну поверхню.
Фізичне моделювання здійснюється в основному студентів та аспірантів у співпраці з КМОП УЗК ČR. Серед найбільш вивчених тем включають поширення забруднення в містах та структури турбулентних потоків над шорсткими поверхнями.
Ці дві вищезгадані групи працюють разом над проектами, які включають в себе експерименти і чисельне моделювання, серед інших, наприклад,. Projekt Гаук 535412 «Detecting вентиляція Процес ідеалізований забруднення міського середовища для різних геометрій». Крім того, ми беремо участь в якості. Європейський проект співпраці COST ES1006 справи з невизначеністю результатів моделювання і належним використанням моделей для поширення небезпечних речовин надзвичайної ситуації.
Тема прикордонного шару атмосфери, турбулентність і поширення забруднення присвячені кілька лекцій в базовому курсі з метеорології (фізика прикордонного шару, турбулентність, Транспорт забруднення в атмосфері) І одна лекційна програма в галузі прикладної метеорології (прикордонний шар прикладної фізики). Також в даний час в регіоні введено 4 і Ph.D. 1 тезу.
