本書系統(tǒng)地梳理和介紹了自然條件下蒸發(fā)現(xiàn)象相關(guān)的理論及其發(fā)展歷程和應(yīng)用。全書主要涵蓋了三部分內(nèi)容:第一部分為第1章和第2章,概述了蒸發(fā)理論在19世紀(jì)末之前的發(fā)展歷程;第二部分為第3章至第7章,詳細(xì)介紹了自然蒸發(fā)表面水汽傳輸?shù)母拍詈陀?jì)算方法,包括低層大氣物理學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí),均一表面大氣水汽傳輸?shù)牟煌拍詈凸,不同類型下墊面的湍流傳輸特性,地球表面能量平衡及應(yīng)用不同方法描述地表?xiàng)l件受擾動(dòng)后的邊界層局部平流效應(yīng);第三部分為第8章至第11章,概述了觀測(cè)與計(jì)算自然條件下蒸發(fā)的相關(guān)方法及其應(yīng)用條件。 本書可供從事蒸發(fā)理論與應(yīng)用以及水文循環(huán)相關(guān)研究工作的科研工作者參考使用,也可作為水文學(xué)及水資源、大氣邊界層動(dòng)力學(xué)和氣象學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)<摇W(xué)者和研究生的參考用書。
威爾·布魯薩(Wilfried Brutsaert) 美國(guó)康奈爾大學(xué)終身教授,美國(guó)工程院院士,美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)水文專業(yè)委員會(huì)主席(1992—1994年),美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)及美國(guó)氣象學(xué)會(huì)會(huì)員,美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)walter B.Langbeiil講席教授。發(fā)表重要期刊論文170多篇,出版了關(guān)于水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典姊妹專著:《蒸發(fā)與大氣層:理論、歷史和應(yīng)用》(Evaporation into the Atmo—sphere: Theory,History and Aqpplication,1982)和《水面上的氣體傳輸》(Gas Transfer atWater Surfaces,與G.H.Jirka合著,1984)。曾獲美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)的**獎(jiǎng)WilliamBowie獎(jiǎng)及Robert E.Horton獎(jiǎng)?wù),美?guó)氣象學(xué)會(huì)的Jule G.Charney獎(jiǎng),美國(guó)水文研究所Ray K.Linsley獎(jiǎng),日本水文水資源學(xué)會(huì)的國(guó)際獎(jiǎng)等。由于在水的蒸發(fā)原理和規(guī)律研究中的杰出貢獻(xiàn),威爾·布魯薩教授被同行尊敬地譽(yù)為“蒸發(fā)先生”(Evaporation Man)。
譯者的話
序一
序二
前言
第1章 引言
1.1 蒸發(fā)的定義
1.2 應(yīng)用范圍
1.2.1 水量平衡
1.2.2 能量平衡
1.3 全球氣候?qū)W
1.4 地表與大氣層交界面上其他混合物的傳輸
第2章 蒸發(fā)理論發(fā)展簡(jiǎn)史
2.1 古希臘時(shí)代
2.2 古羅馬時(shí)期和中世紀(jì)
2.3 17世紀(jì)和18世紀(jì):初始的觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)
2.4 19世紀(jì)——現(xiàn)代理論的奠基時(shí)期
第3章 低層大氣
3.1 濕潤(rùn)空氣
3.1.1 部分參數(shù)的定義
3.1.2 熱力學(xué)第一定律的實(shí)用表達(dá)式
3.1.3 飽和水汽壓
3.2 非飽和大氣的流體靜力穩(wěn)定度
3.2.1 小幅度絕熱位移
3.2.2 位溫
3.3 大氣中水汽的傳輸
3.3.1 水汽守恒
3.3.2 其他守恒方程
3.3.3 傳輸方程的解法
3.4 大氣邊界層
第4章 均勻穩(wěn)態(tài)大氣邊界層中湍流傳輸?shù)钠骄和相似性
4.1 動(dòng)態(tài)副層
4.1.1 對(duì)數(shù)廓線法
4.1.2 冪函數(shù)近似法
4.2 地表副層
4.2.1 平均廓線
4.2.2 通量廓線函數(shù)
4.3 大氣邊界層整體參數(shù)化
4.3.1 外部區(qū)域平均廓線的相似性
4.3.2 大氣邊界層的整體傳輸方程
4.4 界面副層
4.4.1 平均廓線的相似性
4.4.2 界面副層標(biāo)量混合物的整體傳輸方程
4.4.3 光滑表面:黏性副層
4.4.4 不可穿透粗糙地面
4.4.5 可穿透粗糙表面:植被副層
第5章 下墊面粗糙度參數(shù)化方法
5.1 動(dòng)量粗糙度
5.1.1 陸面
5.1.2 水面
5.2 標(biāo)量粗糙度
5.2.1 基于界面?zhèn)鬏斚禂?shù)計(jì)算的標(biāo)量粗糙度
5.2.2 水面的標(biāo)量粗糙度
第6章 地表的能量通量
6.1 凈輻射
6.1.1 總短波輻射
6.1.2 反照率
6.1.3 長(zhǎng)波輻射或地面輻射
6.2 光合作用吸收的能量
6.3 下邊界層的能量通量
6.3.1 陸面
6.3.2 整個(gè)水體
6.3.3 水面
6.4 其他項(xiàng)
6.4.1 平流
6.4.2 儲(chǔ)存在地表中的能量的變化率
第7章 近地表的平流作用
7.1 內(nèi)部邊界層
7.1.1 平均場(chǎng)方程
7.1.2 擾動(dòng)邊界層閉合方法綜述
7.1.3 局部動(dòng)量平流的一般特征:風(fēng)區(qū)要求
7.2 局部平流條件下的蒸發(fā)
7.2.1 冪函數(shù)的解析解
7.2.2 數(shù)值研究
第8章 基于湍流觀測(cè)的方法
8.1 直接或渦度相關(guān)法
8.1.1 儀器
8.1.2 儀器要求
8.2 耗散法
8.2.1 直接方差耗散法
8.2.2 慣性耗散(或譜密度)法
第9章 基于平均廓線觀測(cè)的方法
9.1 基于相似理論的平均廓線法
9.1.1 近地表副層中的平均廓線觀測(cè)
9.1.2 動(dòng)態(tài)副層中的觀測(cè)
9.1.3 上層大氣觀測(cè):大氣邊界層廊線法
9.2 整體傳輸方法
9.2.1 在均一表面上
9.2.2 湖泊蒸發(fā)
9.3 采樣頻率
第10章 能量平衡及其相關(guān)方法
10.1 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用
10.1.1 能量平衡-波文比(EBBR)方法
10.1.2 風(fēng)速和標(biāo)量廓線能量平衡(EBWSP)方法
10.2 用于濕潤(rùn)表面的簡(jiǎn)化方法
10.2.1 關(guān)于潛在蒸發(fā)的一些評(píng)論
10.2.2 采用單層高度觀測(cè)值的風(fēng)速和標(biāo)量廓線能量平衡(EBWSP)方法
10.2.3 無(wú)平流交換的濕潤(rùn)表面的蒸發(fā)
10.3 實(shí)際蒸散發(fā)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法
10.3.1 采用整體氣孔阻抗修正的彭曼方法
10.3.2 實(shí)際蒸發(fā)和潛在蒸發(fā)之間的互補(bǔ)關(guān)系
10.3.3 均衡蒸發(fā)概念的延伸
第11章 質(zhì)量守恒法
11.1 陸面水量平衡
11.1.1 土壤水分消耗與滲漏
11.1.2 流域
11.1.3 湖泊和水庫(kù)
11.1.4 水量平衡相關(guān)的蒸發(fā)觀測(cè)儀器
11.2 大氣水量平衡
11.2.1 概念和公式
11.2.2 方法應(yīng)用
歷史參考文獻(xiàn)(1900年以前)
參考文獻(xiàn)
名詞術(shù)語(yǔ)索引
附圖 全球年蒸發(fā)量分布圖