描寫大氣邊界層（除大氣近地面層）內風矢隨高度變化的一種模式分佈。按此模式，風向隨高度增大而向右旋轉（北半球），風速隨高度增加而增大，不同高度的風矢末端的連線為一螺線。這一規律是瑞典海洋學傢V.W.埃克曼研究洋流規律時於1905年首先得出的，故稱為埃克曼螺線，並把風矢具有以上特性的邊界層稱為埃克曼層。埃克曼層又稱上部摩擦層或上邊界層。埃克曼層空氣質點的流動，主要受到氣壓梯度力、寇裡奧利力和湍流粘性力（摩擦力）的作用。埃克曼從這三種力所決定的大氣動力方程組出發發，假設湍流交換系數K等於常數，而且氣壓梯度力不隨高度變化，得出風廓線公式為
式中α=(f/2K)1/2，f為科裡奧利參數，z為高度，ug為地轉風（見大氣運動的平衡狀態），u(z)、v(z)分別為x方向和y方向的水平風速分量，x方向與等壓線平行，高壓在右，低壓在左，且與地轉風方向一致。按此公式繪制的埃克曼層內風隨高度的分佈圖（圖1），描述瞭大氣邊界層中風矢(V)的鉛直結構特征。摩擦力的影響，使地面風穿過等壓線吹向低壓。隨高度增加，摩擦力影響則愈來愈小，風速愈接近地轉風。風速第一次達到地轉風時的高度，即為大氣邊界層的上界。
在埃克曼層中，實際風矢的鉛直分佈是很復雜的。一般單次實測的結果和埃克曼螺線不盡一致，隻有多次實測資料的平均結果才和埃克曼螺線的模式相近（圖2）。產生這種偏差的原因較多，例如：風場和溫度場在水平方向不均勻時，地轉風將隨高度變化；在不同的高度，湍流交換系數K不是常數。為此，對K隨高度的變化、地轉風隨高度變化的影響等進行瞭許多研究，改善瞭埃克曼的結果，但問題還沒有完全解決。