本文利用风洞和野外实验开展了边界层流动测量,以研究大气表面层内流向湍流动能标度关系随雷诺数的变化。通过对实验数据的采集、处理与分析,得到了一些新的结果并尝试分析了其产生的机理。本文的主要工作和结果有：1.利用兰州大学多功能环境风洞,开展中等雷诺数的实验室边界层实验,雷诺数Reτ依次为10394、12982以及15325。通过对实验数据进行统计分析,发现对数区内流向湍流动能的随高度的分布满足对数线性关系,并且其斜率,也即Townsend-Perry系数A1,基本为1.2左右的常数,这与已有的中低雷诺数实验结果一致。2.利用甘肃省民勤县青土湖自然保护区内的一处干涸平坦的湖床上建立的大气表面层观测系统,以三维超声风速仪同步测量了从0.9米至30米共11处不同高度处的风速数据,筛选出来流风速平稳、风向合适且满足近中性层结条件的数据进行分析。发现在高雷诺数的大气表面层中,流向湍流动能随高度的分布同样满足对数线性关系,然而,其对应的斜率并不是常数,其随雷诺数的增大而减小。这表明雷诺数对大气表面层内湍动能的分布有明显的影响。3.对比分析本文的风洞实验、野外试验以及已有的研究工作的结果,本文指出对数区流向湍流动能标度关系中Townsend-Perry系数A1具有显著的分段特征,在1.4×106以下,其基本为常数；高于1.4×106后,其随雷诺数增加而减小。对于这一规律产生的原因,本文认为可能是随着雷诺数的升高,外区具有显著地湍动能产生,另外,大气表面层顶部也可能存在能量的输入。