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正确认识黄土高原半干旱区大气边界层湍流对理解区域地-气相互作用基本过程及其气候反馈机理、提高数值天气预报和大气污染预测准确性、揭示气候变化背景下的区域干旱化特征方面有重要意义。而复杂的下垫面条件制约了人们对该区域湍流特征的认识。为认识黄土高原复杂地形上大气边界层湍流特征,分析了兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,SACOL)的湍流观测资料。浅层土壤热量存储和垂直平流输送是SACOL夏季地表能量不闭合的最主要原因；其他诸如低层空气存储、光合作用固定等因素占10%左右；传感器间距和采样频率等造成涡动相关系统(EC)对湍流热通量估计偏低。这种偏差一方面说明EC也对CO2通量某种程度上低估,另一方面通过WPL修正传递误差影响CO2通量观测精度。在黄土高原半干旱区,白天,强烈的感热输送造成的密度扰动影响强烈,EC观测的CO2通量误差与感热通量有更强的相关性；夜间,CO2浓度和水汽浓度的谱特征一致。夜间稳定层结,非平稳运动是超临界理查森数条件下湍流存在的重要原因,导致湍流通量离散性大,偏离平均气流的估计值,湍流表现为强烈的水平速度脉动和相对微弱的垂直速度脉动,呈间歇态。将稳定边界层湍流分为“局地湍流”和“非平稳运动”两种运动形态,尺度分析表明两者的临界尺度在2～4mm。弱稳定情形,局地湍流强度是常值,σ无量纲风速标准差σw/u*、σu/u*和σv/u*分别为1.35、2.54和2.21；微风强稳定情形,非平稳运动在湍流生成和通量输送方面起决定作用。提出一判别非平稳运动的方法,可客观定量分离非平稳运动信号,非平稳运动发生频率随风速U增大而减小,U>3.0m s-1时,非平稳运动消失,非平稳风速在1.0m s-1左右,持续时间不超过20min。不同于平坦均匀站点,在复杂地形上风速是研究非平稳运动应关注的主要因素,依非平稳运动和局地湍流特征,复杂地形上稳定边界层湍流可分为三类：(1)平稳湍流(U>3.0m s-1),相似理论较好成立,Φm,=0.7+1.5ξ；(2)间歇湍流,U在一定范围内(梯度理查森数Ri≤0.3时,1.0～3.0ms-1；Ri>0.3,1.5～3.0ms-1),湍流通量由局地湍流和非平稳运动共同贡献,相似理论能用以描述局地湍流,不能描述非平稳运动；(3)弱风区(Ri≤0.3时,U<1.0ms-1；Ri>0.3,U<1.5m s-1),非平稳运动起决定性作用,相似理论失效。边界层低空急流发生时,其剪切作用是夜间湍流主要能量来源,此时非平稳被压制,87.3%的观测是Ri<0.25的弱稳定层结,湍流活动强,平稳性好,湍流在上层产生并向下传递,湍动能输送强度约-3×10-3m3s-3；无低空急流时,多是Ri>0.25的强稳定情形,非平稳运动频发,湍流间歇性强。