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目录 1

第一章　大气中的能量循环与边界层 1

1．地球大气的辐射平衡 1

（1）地球——大气系统的平衡温度 1

（2）温室效应 3

（3）大气温度的垂直分布 5

2．热量的循环与收支 11

（1）辐射收支与热量的南北输送 11

（2）地面的热量收支与水循环 14

3．边界层的作用 18

（1）湍流输送量 18

（2）与大尺度运动有关的边界层摩擦 23

（3）角动量的南北输送与地面摩擦 28

第二章　大气边界层的观测 32

1．经典的研究工作与湍流输送的概念 32

（1）泰勒对大气边界层的分析 32

（2）近地面层风速的对数分布 38

2．主要的观测要素 43

（1）平均值 43

（2）湍流强度与脉动波形 45

（3）2次分量的相关量与通量 48

（4）稳定度 51

3．仪器概述 54

（1）风速计 56

（2）温度计与湿度计 59

（3）辐射计 61

4．观测平台 65

（1）观测塔 65

（2）飞机 68

（3）气球 69

（4）海上设施 69

第三章　基本仪器的原理与误差 74

1．温度计、辐射计、热线风速计的原理 74

2．温度计 78

（1）时间常数 78

（2）辐射的影响 80

（3）自身加热 85

3．湿度计算常数 87

（1）通风速度的影响 87

（2）视在的长期变化 91

4．三杯风速计的超转误差 93

（1）U——误差 93

（2）V——误差 101

（3）W——误差 102

5．超声风速计因倾斜而产生的误差 104

第四章 边界层的厚度及平均风速的垂直分布 109

1．边界层的厚度 109

（1）摩擦层高度的经典理论 111

（2）观测及其比较 114

（3）讨论 116

2．高空风与地面风的关系 122

（1）罗斯贝数相似定理 123

（2）非中性时的罗斯贝数相似定理 128

（3）有水平温度梯度时的关系 133

3．近地面层的风速垂直分布 136

（1）接近中性时的切变函数 138

（2）不稳定与稳定时的切变函数 139

第五章　边界层的湍流结构及迁移过程 141

1．不稳定时的湍流结构 141

（1）湍流强度 141

（2）热量的供给与混合层的厚度 146

（3）混合层内的烟羽结构 149

2．稳定时的湍流结构 151

（1）湍流强度与摩擦层高度 151

（2）发生在稳定层内的间歇性湍流 154

3．迁移过程 157

（1）气温垂直分布的日变化 157

（2）混合层的发展 159

（3）稳定层的形成与大气辐射所起的作用 169

（4）准定常冷却时的关系式 171

第六章　植物与能量交换 174

1．能量交换的场所——地球表面 174

2．植物与能量 176

（1）生物圈的能量循环 176

（2）植物与外界的热交换 179

（3）光合成能量与蒸腾 182

（4）水分与无机质的吸收机理 188

3．植物叶面的模式化 193

（1）叶面的蒸腾传导率 193

（2）叶面的平衡温度与蒸腾 202

（3）植物覆盖层与能量交换 207

第七章　大气与海洋之间的气体交换 208

1．溶解在海水中的物质及气体的溶解度 208

（1）溶解在海水中的气体 208

（2）亨利定律 209

（1）海水中溶解的全碳酸量 213

2．二氧化碳的交换 213

（2）海洋贮存碳酸的能力及缓冲作用 216

（3）海水内碳酸物质的通量 219

3．气体交换系数的测定 226

（1）风洞水槽实验 226

（2）氡的利用 229

4．气体交换系数的参数化 232

（1）气体通量的描述 232

（2）光滑面边界层的交换系数 235

（3）粗糙面边界层的交换系数 244

结语 246

＊ ＊ ＊ ＊ 249

参考文献 249