土壤·植物·大气相互作用原理及模拟研究PDF电子书下载

目录 1

第一章 植被冠层内的辐射传输 1

1.1 植物冠层的几何结构 1

1.1.1 冠层高度、叶面积指数和叶面积密度 2

1.1.2 叶角分布函数、XL-指数和G-函数 4

1.1.3　冠层元素的空间散布模型 8

1.2 叶片和冠层的光学性质 12

1.2.1 叶片的散射和吸收光谱 12

1.2.2　单张叶片散射相函数 13

1.2.3　冠层体积散射相函数 16

1.2.4　冠层面积散射相函数 17

1.3 冠层短波辐射传输 20

1.3.1　基本方程 20

1.3.2　边界条件 23

1.3.3　求解方法 25

1.3.4 简化模式 36

1.3.5　模式检验 38

1.4 冠层长波辐射输送 39

1.5 冠层内的净辐射通量密度 43

第二章　大气近地面层的湍流输送 44

2.1 近地面层湍流运动方程 44

2.1.1 大气运动的基本方程组 44

2.1.2　平均流方程 46

2.1.3　湍流通量方程 48

2.1.4　闭合假定 51

2.1.5 常通量层和方程的简化 54

2.1.6　近地面层的相似性 58

2.2 通量—廓线关系 62

2.3 湍流通量的计算方法 64

2.3.1 用梯度资料确定动量和热量通量 64

2.3.2 Penmen-Monteith模式 66

2.3.2 Brown-Rosenburg模式 72

第三章　植物叶片边界层 73

3.1 动量边界层 73

3.1.1 粘性 73

3.1.2　平板边界层 75

3.1.3 叶片阻力 77

3.2 热边界层 80

3.2.1 热流通量 80

3.2.2　强迫对流热输送 81

3.2.3 自然对流热输送 86

3.3 水汽边界层 88

第四章 植物冠层内的动量交换 90

4.1 冠层空气运动方程 90

4.1.1 动量守恒方程 90

4.1.2　二阶矩方程 94

4.2 冠层风场和湍流场的观测事实 97

4.2.1 平均风速廓线 97

4.2.2　切应力廓线 97

4.2.3 湍流强度 98

4.2.4　湍流能谱 99

4.3 冠层上方的通量—廓线关系 101

4.4 冠层流模型 106

4.4.1　一阶闭合模式 106

4.4.2　冠层—大气耦合的一阶闭合模式 111

4.4.3　二阶闭合模式 116

4.4.4　模式检验 118

第五章　土壤水运动 122

5.1 土壤含水量和土壤水势 122

5.1.1 土壤含水量 122

5.1.2　土壤水势 123

5.1.3 土壤水势与土壤含水量的关系 126

5.2 土壤水运动方程 131

5.3 土壤导水率 133

5.4 土壤包气带的水平衡 135

5.4.1　入渗 136

5.4.2　地表径流 141

5.4.3　入渗水的再分布 145

5.4.4　裸土表面蒸发 147

5.5 土壤水运动问题的数值解法 155

5.5.1 均质土壤—维非饱和问题 156

5.5.2　非均质土壤一维饱和—非饱和问题 159

第六章 土壤热传导及土壤水热运动 162

6.1 土壤热性质 162

6.2 土壤热传导方程 165

6.3 土壤水热运动 166

6.3.1 一个简化的土壤水热运动模型 168

6.3.2 土壤水热耦合运动的一般方程组 171

第七章 植物蒸腾及冠层内的水热交换 179

7.1 植物蒸腾 179

7.1.1　植物的蒸腾器官 179

7.1.2　单张叶片蒸腾 183

7.1.3 叶片对水汽扩散的阻力 185

7.1.4　环境因子对气孔阻力的影响 188

7.1.5　气孔传导率模型 192

7.1.6　冠层蒸腾量计算 197

7.2 植被冠层温湿场及水热输送的模拟 204

7.2.1　基本方程组 204

7.2.2　一阶闭合模式 206

7.2.3　二阶闭合模式 214

8.1 植物细胞水势 221

8.1.1 植物细胞的结构 221

第八章 植物根部吸水及植物体内水流 221

8.1.2　植物细胞水势 222

8.2 根的吸水区 223

8.2.1　根的外部形态 223

8.2.2　根的内部结构 225

8.2.3　根的吸水区 227

8.2.4　水在根内的流动路径 228

8.3 根围水运动模型 229

8.4 根内水运动模型 231

8.4.1 径向运动 231

8.4.2　纵向运动 232

8.4.3　水分在根内运动的总阻力 233

8.5 土壤—植物系统水流阻力 234

8.6 植物根系吸收土壤水分的数学模型 239

9.1.1 冠层截留损失量 241

9.1 观测事实 241

第九章　冠层截留水分 241

9.1.2　冠层最大贮藏能力 244

9.2 截留过程的数学模型 247

9.2.1　Rutter模型 248

9.2.2　Gash模型 252

9.2.3　模型检验 254

第十章　流域产流和汇流 255

10.1 产流 255

10.1.1　产流的概念和机制 255

10.1.2　流域产流模型 259

10.2 汇流 271

10.2.1　单位线方法 272

10.2.2　Saint-Venant方程 275

10.3 流域降雨—径流模拟 285

附录： 292

土壤—植被—大气辐射、水分、热量、动量运移和贮存的模拟模式 292