目錄
前言
1 水文循環(huán) 1
1.1 概述 1
1.2 水文循環(huán)過程 2
1.3 全球?qū)λ�文循環(huán)的影響 3
1.4 水量平衡 5
1.5 氣溶膠對(duì)水文循環(huán)的影響 5
1.6 水文循環(huán)耦合模型 6
1.7 全球能量與水循環(huán)交換項(xiàng)目 6
1.8 洪水 7
參考文獻(xiàn) 8
2 降水 10
2.1 引言 10
2.2 理想氣體狀態(tài)方程 10
2.3 靜水壓力定律 11
2.4 熱力學(xué)第一定律 11
2.5 大氣過程：干絕熱遞減率 12
2.6 大氣中的水蒸氣 13
2.7 大氣過程：飽和絕熱遞減率 14
2.8 大氣中的穩(wěn)定性和對(duì)流 14
2.9 降水粒子的生長(zhǎng) 15
2.10 降水系統(tǒng) 18
2.11 全球大氣環(huán)流 28
附錄 雨滴的成長(zhǎng) 28
參考文獻(xiàn) 30
3 蒸發(fā)和蒸騰 34
3.1 引言 34
3.2 基于觀測(cè)的潛在蒸發(fā)模型 34
3.3 空氣動(dòng)力學(xué)方法 34
3.4 能量平衡 36
3.5 彭曼方程 36
3.6 感熱和水蒸氣通量 38
3.7 濕潤(rùn)植被表面的水分蒸發(fā)：截留過程 38
3.8 蒸發(fā)與蒸騰的測(cè)量 39
3.9 土壤-植物-大氣連續(xù)體中的水分傳輸 40
3.10 水分循環(huán)和蒸騰作用 41
3.11 植物中的水通量 41
3.12 陸面溫度與通量模擬 42
3.13 土壤-植被-大氣傳輸方案 45
3.14 流域大尺度蒸散發(fā)量與總蓄水量的估算 46
附錄3.1 綜合空氣動(dòng)力學(xué)方法和能量平衡方法計(jì)算湖泊蒸發(fā)量 47
附錄3.2 土壤濕度模擬 47
參考文獻(xiàn) 49
4 雪和冰 50
4.1 引言 50
4.2 基本過程 50
4.3 積雪特征 54
4.4 冰川 56
4.5 海冰 56
4.6 凍土 56
4.7 冰雪融化和水運(yùn)動(dòng)的物理過程 57
4.8 雪的水當(dāng)量 59
4.9 融雪和徑流建模 59
4.10 雪崩 63
4.11 全球積雪分布和極值 64
附錄 流域融雪入流率的估算 64
參考文獻(xiàn) 67
5 測(cè)量和儀器 70
5.1 測(cè)量、分辨率、精度和準(zhǔn)確度 70
5.2 降水的點(diǎn)測(cè)量 70
5.3 使用雨量計(jì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行降水的面積測(cè)量 74
5.4 雷達(dá)測(cè)量降雨量 75
5.5 土壤濕度 85
5.6 蒸發(fā)和蒸散發(fā) 88
5.7 流量測(cè)量：基本水文測(cè)量 89
5.8 測(cè)量徑流量 90
5.9 現(xiàn)代遙測(cè)技術(shù)概述 92
附錄 通過最小二乘法合并不同的估計(jì)值 92
參考文獻(xiàn) 95
6 衛(wèi)星遙感 99
6.1 衛(wèi)星遙感概述 99
6.2 電磁輻射的表面散射 102
6.3 電磁輻射與大氣的相互作用 105
6.4 可見光和紅外數(shù)據(jù) 105
6.5 多光譜數(shù)據(jù) 108
6.6 被動(dòng)微波技術(shù) 110
6.7 主動(dòng)(雷達(dá))微波技術(shù) 114
6.8 地表能量平衡系統(tǒng)(SEBS) 117
6.9 衛(wèi)星遙感測(cè)量小結(jié) 118
附錄 輻射平衡 120
參考文獻(xiàn) 122
7 降水場(chǎng)和洪水頻率分析 128
7.1 介紹 128
7.2 面平均降雨量 128
7.3 暴雨時(shí)空分析 129
7.4 設(shè)計(jì)暴雨 135
7.5 洪水頻率估計(jì)方法 136
7.6 可能最大降雨 137
7.7 可能最大洪水 138
7.8 洪水研究報(bào)告 139
7.9 洪水估算手冊(cè)(FEH) 141
附錄7.1 降雨面的三維描述 143
附錄7.2 耿貝爾分布 143
參考文獻(xiàn) 145
8 降水預(yù)報(bào) 148
8.1 引言 148
8.2 臨近預(yù)報(bào) 149
8.3 概率雷達(dá)臨近預(yù)報(bào) 152
8.4 數(shù)字模型：結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)需求、數(shù)據(jù)同化 153
8.5 中尺度預(yù)報(bào) 155
8.6 季節(jié)預(yù)報(bào) 157
附錄 Brier技巧評(píng)分 158
參考文獻(xiàn) 160
9 洪水預(yù)報(bào) 164
9.1 洪水預(yù)報(bào)技術(shù) 164
9.2 模型校準(zhǔn)和等效性 164
9.3 洪水預(yù)報(bào)模型的發(fā)展 165
9.4 將詳細(xì)的水動(dòng)力模型轉(zhuǎn)換為適用于實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)的簡(jiǎn)化模型 167
9.5 概率洪水預(yù)報(bào)與決策支持方法 169
9.6 水位流速(水位流量) 關(guān)系曲線的推導(dǎo) 170
9.7 預(yù)報(bào)模型的性能測(cè)試和更新程序 170
9.8 國內(nèi)外預(yù)報(bào)平臺(tái)的模型配置 171
9.9 洪水預(yù)警和服務(wù)水平 174
9.10 全球案例研究：河流與城市 175
附錄9.1 圣維南方程 176
附錄9.2 在非飽和區(qū)和飽和區(qū)的流量 177
參考文獻(xiàn) 179
10 沿海洪水預(yù)報(bào) 183
10.1 沿海洪水類型 183
10.2 風(fēng)暴潮洪水預(yù)報(bào)模型 184
10.3 概率性風(fēng)暴潮預(yù)警 187
10.4 海嘯 189
10.5 英國沿海洪水實(shí)例 190
10.6 幾個(gè)世界沿海洪水實(shí)例 192
附錄 海岸上的海浪漫溢 194
參考文獻(xiàn) 196
11 干旱 198
11.1 定義 198
11.2 干旱指標(biāo) 199
11.3 干旱的物理機(jī)制 201
11.4 頻率分析：可預(yù)測(cè)性 201
11.5 模擬干旱的發(fā)生 202
11.6 全球主要干旱 204
11.7 干旱示例 204
11.8 抗旱減災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)措施 205
附錄 干旱的定義 206
參考文獻(xiàn) 208
12 風(fēng)和全球環(huán)流 211
12.1 運(yùn)動(dòng)方程 211
12.2 大氣埃克曼層 212
12.3 鋒面 213
12.4 急流 214
12.5 颶風(fēng) 215
12.6 背風(fēng)波 215
12.7 海陸風(fēng) 216
12.8 大氣環(huán)流的風(fēng)場(chǎng) 216
12.9 哈得來環(huán)流 216
12.10 極地環(huán)流 217
12.11 費(fèi)雷爾環(huán)流 218
12.12 沃克環(huán)流 218
12.13 厄爾尼諾/南方濤動(dòng) 219
12.14 季風(fēng) 219
附錄12.1 大規(guī)�？諝膺\(yùn)動(dòng) 220
附錄12.2 非地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 221
參考文獻(xiàn) 223
13 氣候變化與水文循環(huán) 225
13.1 氣候概論 225
13.2 氣候變化的證據(jù) 226
13.3 氣候變化的原因 235
13.4 模擬氣候變化 240
13.5 氣候變化對(duì)水文循環(huán)和水資源的可能影響 244
附錄 估算長(zhǎng)期氣候記錄中事件的返回時(shí)間 246
參考文獻(xiàn) 249
14 城市水文氣象學(xué) 254
14.1 引言 254
14.2 城市邊界層與水循環(huán) 254
14.3 城市發(fā)展和降雨 256
14.4 下水道洪水 257
14.5 城市地表徑流 259
14.6 河漫灘開發(fā) 261
14.7 酸雨 261
14.8 城市空氣和水污染 263
附錄 來自城市排水系統(tǒng)的徑流事件數(shù)量 264
參考文獻(xiàn) 266