蒸发原理与应用

　　前言蒸发是一个既古老又新兴的科学问题。19世纪中叶，在水文科学发展的最初阶段，科学家们试图回答河流里的水究竟来自哪里，从而开始了降水与蒸发的观测。20世纪50年代以来，蒸发问题的认识伴随灌溉科学与技术的发展达到了一个新的高度，其中的标志是蒸渗仪的出现和Penman系列公式的形成。近年来，蒸发作为水文循环和热量平衡的重要环节，对以全球变暖为主要标志的气候变化非常敏感；蒸发作为水资源的最终消耗，对应对日益严峻的水资源短缺形势有重要意义；蒸发作为联系生态过程与水文过程的纽带，也是认识植被碳通量的切入点；所以蒸发得到了更广泛的关注。与此同时，遥感技术与涡度相关等观测技术的发展，为蒸发研究提供了新的手段和工具。？本书内容包括蒸发原理与蒸发应用两大部分。蒸发原理部分包括蒸发的基本概念、基本原理、测量手段、估算方法、遥感反演。其中，基本概念部分从不同学科角度厘清蒸发、蒸腾、蒸散发等概念；基本原理部分主要从湍流理论解释蒸发现象，并从状态空间角度加以补充；测量手段部分侧重介绍各种蒸发测量方法的基本原理；估算方法部分以Penman系列公式为核心以公式的推导为重点；遥感反演既可以视为蒸发测量手段，也可以视为蒸发估算方法，这一部分介绍蒸发遥感反演的基本原理与代表性模型。蒸发应用部分包括水热平衡中的蒸发、水文模型中蒸发、作物需水中的蒸发、土壤水分中的蒸发、生态水文中的蒸发。其中，水热平衡中的蒸发介绍“蒸发悖论”与Budyko为代表的水热耦合理论与方法；水文模型中的蒸发介绍代表性水文模型中蒸发部分的处理；作物需水中的蒸发介绍田间水量平衡、作物需水计算方法以及气候变化下的灌溉需水量；土壤水分中的蒸发介绍以Richards方程为基础的土壤水分运动模型中蒸发的处理；生态水文中的蒸发介绍生态水文最优性理论与方法、随机土壤水模型。？本书的写作源于作者及所在研究团队对蒸发这一科学问题的长期关注。近年来，本书作者承担的自然科学基金包括“‘蒸发悖论’的规律、机理与响应研究”、“气候变化下对冬小麦耗水及灌溉需水的影响研究”、“基于最优性原理的干旱区绿洲生态水文研究”、“基于水分与能量耦合循环机理的灌区分布式水文模型研究”、“我国北方典型流域对气候变化的生态水文响应研究”等。通过对这些基础科学问题的研究，作者对蒸发机理有了深入的认识，是本书得以完成的重要基础。特别需要指出的是，在开展这些研究的过程中，许多学生做出了创造性的贡献，包括刘志武、孙福宝、杨汉波、杨红娟、雷慧闽等博士研究生，姚本智、施亚栋、刘军、张晓颖等硕士研究生，以及王舒展、辛儒、尚振宁、赵菁菁等本科生。在本书写作过程中，得到雷志栋、杨诗秀等老师的关心与指导，得到李丹、张晓颖等同学的热情帮助，在此一并表示感谢！？？ 2012年6月于清华大学新水利馆

暂缺《蒸发原理与应用》作者简介

目录

序?
前言?
第1章 绪言??
主要参考文献??
第2章 蒸发的基本概念??
2?1 蒸发的定义??
2?2 蒸发的水文学解释??
2?3 蒸发的空气动力学解释??
2?4 蒸发的热力学解释??
2?5 蒸发的生态学解释??
2?6 蒸发的土壤水动力学解释??
2?7 蒸发的单位??
主要参考文献??
第3章 蒸发的基本原理??
3?1 地球表面水的状态及近地大气状态??
3?2 近地层中的湍流??
3?3 基于湍流理论的蒸发??
3?4 状态空间中的蒸发??
主要参考文献??
第4章 蒸发的测量手段??
4?1 蒸发皿??
4?2 蒸发计??
4?3 蒸渗仪??
4?4 茎流计??
4?5 波文比法??
4?6 涡度相关法??
4?7 大口径激光闪烁仪??
4?8 激光同位素法??
4?9 其他方法??
4?10 小结??
主要参考文献??
第5章 蒸发的估算方法??
5?1 概述??
5?2 半经验方法??
5?3 Penman方法??
5?4 FAO系列公式??
5?5 Shuttleworth?Wallace公式??
5?6 Thu?SPAC方法??
5?7 小结??
主要参考文献??
第6章 蒸发的遥感反演??
6?1 遥感反演原理与基本概念??
6?2 遥感反演蒸发方法概述??
6?3 特征空间法代表性模型??
6?4 能量平衡法代表性模型??
6?5 小结??
主要参考文献??
第7章 水热平衡中的蒸发??
7?1 水热平衡??
7?2 蒸发互补关系??
7?3 Budyko假设??
7?4 “蒸发悖论”的规律与机理??
7?5 水文演变趋势与解释??
主要参考文献??
第8章 水文模型中的蒸发??
8?1 新安江模型??
8?2 TOPMODEL??
8?3 SWAT??
8?4 VIC模型??
8?5 GBHM??
8?6 小结??
主要参考文献??
第9章 土壤水分中的蒸发??
9?1 土壤水分运动??
9?2 土壤稳定蒸发??
9?3 根系吸水??
9?4 HYDRUS模型??
9?5 SWAP模型??
9?6 小结??
主要参考文献??
第10章 作物需水中的蒸发??
10?1 田间水量平衡??
10?2 作物需水量、作物系数与净灌溉需水量??
10?3 中国主要作物净灌溉需水??
10?4 气候变化下的灌溉需水??
主要参考文献??
第11章 生态水文中的蒸发??
11?1 生态水文??
11?2 生态水文最优性与蒸发??
11?3 随机土壤水模型与蒸发??
主要参考文献??
第12章 总结与展望??
12?1 总结??
12?2 展望??
附录1 蒸发研究著名学者??
附录2 图表索引??
图形索引??
表格索引??
附录3 符号索引?