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第1章 引论 1

1.1 边界层气象学 1

1.2 边界层气象学的应用范例 3

1.2.1 地表通量的参数化 3

1.2.2 生态系统的新陈代谢 4

1.2.3 生物颗粒的传播路径 4

1.2.4 空气污染物扩散 5

1.2.5 预测蒸散 5

1.2.6 城市热岛效应 5

1.2.7 与大尺度大气运动的联系 6

1.2.8 输送现象 6

1.3 本书框架 7

1.4 如何使用本书 7

第2章 基本方程 9

2.1 坐标系 9

2.2 动量守恒原理 10

2.3 质量守恒 12

2.4 能量守恒 15

2.5 理想气体定律 16

2.6 地表能量平衡 18

习题 20

参考文献 22

第3章 平均量的控制方程 23

3.1 雷诺分解 23

3.2 流体的不可压缩性 26

3.3 速度、混合比和位温的平均方程 28

3.4 简化的一维方程 30

3.5 闭合问题 32

3.6 量化湍流通量的方法 36

3.6.1 实验研究 36

3.6.2 模型研究 39

习题 41

参考文献 45

第4章 大气湍流的产生与维持 47

4.1 能量库与能量传输 47

4.2 平均流的动能收支 50

4.3 湍流的动能收支 53

4.4 大气稳定度 56

习题 62

参考文献 66

第5章 植被冠层内的流场 67

5.1 冠层形态 67

5.2 冠层体积平均 67

5.3 平均动量方程 70

5.4 冠层内风廓线的解析解 72

5.5 平均流和湍流的动能收支 74

5.6 剪切不稳定和湍流的诞生 75

习题 80

参考文献 83

第6章 大气边界层中的受力平衡 84

6.1 大气分层 84

6.1.1 对流边界层 84

6.1.2 稳定边界层 86

6.1.3 大气边界层的昼夜演变 87

6.2 中性和对流边界层内的受力平衡 88

6.3 大气稳定条件下的受力平衡 92

习题 97

参考文献 100

第7章 近地边界层痕量物质扩散 101

7.1 基本约束条件 101

7.2 均匀湍流中的点源扩散 103

7.2.1 瞬时点源 103

7.2.2 连续点源 107

7.3 高架源的高斯烟羽模型 108

7.4 地面源的扩散过程 110

7.4.1 地面线源 110

7.4.2 地面点源 113

7.5 植被冠层中的扩散 114

7.6 通量贡献区理论 115

7.6.1 通量贡献区的概念 115

7.6.2 确定通量贡献区函数的方法 117

7.6.3 通量贡献区模型 119

习题 121

参考文献 124

第8章 涡度相关原理 126

8.1 引言 126

8.2 冠层源项 126

8.3 净生态系统交换的概念 129

8.4 箱式法 130

8.5 涡度相关法的控制体积 132

8.6 无平流条件下的涡度相关法 136

8.7 垂直平流 137

8.8 水平平流 141

8.9 实际应用中需关注的问题 143

习题 144

参考文献 147

第9章 通量观测中的密度效应 148

9.1 密度效应 148

9.2 涡度相关观测中的密度效应 149

9.3 通量梯度关系中的密度效应 153

9.4 箱式法测定通量的密度效应 156

习题 157

参考文献 160

第10章 能量平衡、蒸发和表面温度 162

10.1 叶片尺度通量的阻力表达式 162

10.2 冠层能量平衡和大叶模型 165

10.3 应用于遥感的单源模型 168

10.4 双源蒸发模型 170

10.5 地气交换模型的改进 172

10.6 表面温度的单源模型 173

习题 177

参考文献 180

第11章 大气边界层的热量、水汽和痕量气体收支 182

11.1 引言 182

11.2 对流边界层的平板近似理论 183

11.3 边界层增厚和夹卷过程 186

11.3.1 边界层增厚 186

11.3.2 夹卷过程 188

11.3.3 边界层云的作用：积云 189

11.3.4 边界层云的作用：层积云 190

11.4 对流边界层的热量收支 192

11.5 对流边界层的CO2收支 194

11.6 对流边界层的水汽收支 197

11.7 夜间稳定边界层中的痕量气体 198

11.8 平衡边界层 199

11.8.1 海洋上的平衡边界层 199

11.8.2 陆地上的平衡边界层 200

习题 201

参考文献 205

符号与常数 207

索引 214