城市人工水体的气象效应与局地环境变化PDF电子书下载

“城市人工水体建设丛书”序 1

前言 1

第一章 绪论 1

1.1 地球水的存在形式及水的基本性质 1

1.1.1 水的存在形式 1

1.1.2 水的基本性质 1

1.2 地球水圈和水循环 3

1.2.1 水圈的组成 3

1.2.2 地球水循环 5

1.3 水圈和大气圈的相互作用 7

1.3.1 厄尔尼诺-南方涛动 7

1.3.2 湖泊效应 8

1.4 水体气象效应的研究方法 10

1.4.1 水体气象效应的观测研究 10

1.4.2 水体气象效应的理论研究 11

1.4.3 水体气象效应的数值模拟研究 12

第二章 水体气象效应观测研究 13

2.1 水体辐射平衡特征 13

2.1.1 水面的反射条件 13

2.1.2 总辐射在水体中的传播 14

2.1.3 水体的辐射平衡 16

2.2 水体热量平衡状况 18

2.3 水体对气象要素分布的影响 19

2.3.1 水体的温度状况 19

2.3.2 水体上方的湿度状况 21

2.3.3 水体上的风状况 21

2.4 水体和周围陆地的相互影响 22

2.4.1 陆地对水体的影响 22

2.4.2 水体对周围陆地温度和湿度的影响 23

第三章 水体和大气之间的湍流交换 24

3.1 大气边界层通量廓线关系 24

3.2 水面粗糙度 27

3.3 水体和大气湍流通量输送的解析理论 35

3.3.1 物理模型和解析解 36

3.3.2 计算结果分析 41

3.4 水体上空湍流交换的观测研究 45

3.4.1 中性层结下的廓线规律 45

3.4.2 非中性层结下的廓线规律 49

3.4.3 温、湿、风廓线的相似性 52

第四章 水体的动力效应理论 55

4.1 粗糙度变化对切应力的影响 55

4.2 水体上空风速变化的理论研究 65

4.2.1 基本方程 66

4.2.2 问题的一般解 68

4.2.3 气流经过水域时可能达到的最大风速 72

4.2.4 计算结果 73

第五章 水体气象效应的二维数值模拟 79

5.1 水体气象效应的二维非静力平衡数值模式 79

5.1.1 基本方程组 79

5.1.2 湍流交换系数 80

5.1.3 云物理过程参数化方案 81

5.1.4 长波辐射通量与冷却率的计算 81

5.1.5 地面温度和水温预报 82

5.1.6 计算区域和网格系统设计 85

5.1.7 数值方案 86

5.1.8 边界与初始条件 87

5.2 水体气象效应的二维数值模拟 88

5.2.1 水体对湍流交换系数的影响 88

5.2.2 水体的温度效应 90

5.2.3 水体的湿度效应 95

5.2.4 水体对陆风演变过程的数值计算 98

第六章 区域中尺度三维气象数值模式 106

6.1 中尺度气象数值模式发展概况 106

6.2 三维非静力MM5模式控制方程 107

6.3 模式物理过程计算方案 113

6.3.1 水平扩散 113

6.3.2 干对流调整 113

6.3.3 降水物理过程 114

6.3.4 浅对流参数化 117

6.3.5 行星边界层参数化 117

6.3.6 时间积分方法 123

6.3.7 四维资料同化 124

第七章 城市人工水体气象效应的三维数值模拟 126

7.1 郑东新区建设规划和郑州市本底气候特征 126

7.2 龙湖水体气象效应敏感性数值试验方案设计 127

7.3 龙湖水体环境效应敏感性试验结果分析 129

7.3.1 平均温度 129

7.3.2 平均温度日变化 129

7.3.3 平均风速 131

7.3.4 平均风速日变化 132

7.3.5 平均湿度 133

7.3.6 平均湿度日变化 134

7.3.7 龙湖水体对降水的可能影响 135

7.4 龙湖水体对人体体感温度和舒适度影响分析 137

7.4.1 人体舒适度的概念和生物气温指标 137

7.4.2 龙湖对体感温度影响分析 139

7.4.3 龙湖对人体舒适度影响分析 141

参考文献 144