基于在中国甘肃省民勤地区建设的青土湖大气表面层观测阵列Qingtu Lake Observation Array(QLOA)得到的大量优质近中性大气表面层三维风速数据,本论文分析了极高雷诺数下大气表面层对数区的雷诺应力标度关系和涡结构变化。整个实验测量区域几乎包含整个对数区(0.006δ到0.2δ,δ为大气表面层边界层厚度)。本文的主要发现是:垂向雷诺正应力(即垂向湍动能)随着高度的增大而出现显著的增加,这个结果与基于附着涡模型的经典标度关系和中低雷诺数情况存在着定性的差异,而且这种增加可以用线性关系来表征。流向、展向雷诺正应力在对数区中表现出对数线性关系,且存在明显的雷诺数效应。本论文还分析了在流向-垂向平面涡结构的变化,并和中低雷诺数情况进行了对比。流向和展向速度脉动的涡结构是“attached”性质,在本论文的整个实验测量区间内是始终存在的。而垂向速度脉动的涡结构是“detached”性质,在靠近壁面的低处,几乎不存在或者存在较少的大涡结构,随着高度增加,这些结构逐渐增多且强度逐渐加强。此外,本论文对数据的不确定性和大气表面层各种因素对结果的影响进行了系统分析。