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1 边界层平均特征 1

1.1 边界层定义 1

1.2 风和气流 2

1.3 湍流输运 3

1.4 Taylor假设 4

1.5 虚位温 5

1.6 边界层厚度与结构 6

1.7 微气象学 13

1.8 边界层的意义 16

1.9 一般参考书 17

1.10 本章参考书 19

1.11 练习 20

2 若干数学和物理工具：（一）统计学 21

2.1 湍流特征及湍流谱 21

2.2 谱隙 24

2.3 平均部分和湍流部分 24

2.4 若干基本统计方法 25

2.5 湍流动能 32

2.6 运动学通量 33

2.7 湍流通量 36

2.8 求和符号 37

2.9 应力 44

2.10 摩擦速度 47

2.11 参考文献 48

2.12 练习 48

3.1 方法学 52

3 控制方程在湍流中的应用 52

3.2 基本控制方程 53

3.3 简化、近似和尺度分析 55

3.4 湍流运动中的平均变量方程 59

3.5 方程的总结及简化 62

3.6 个例研究 65

3.7 参考文献 76

3.8 练习 76

4 湍流通量和方差的预报方程 79

4.1 湍流偏差的预报方程 79

4.2 自由对流的尺度变量 80

4.3 方差预报方程 82

4.4 湍流通量预报方程 91

4.5 参考文献 100

4.6 练习 100

5 湍流动能、稳定性和尺度 102

5.1 TKE收支方程的推导 102

5.2 对TKE收支有贡献的项 103

5.4 平均动能及其与湍流的相互作用 113

5.3 TKE收支贡献项与涡旋尺寸的关系 113

5.5 稳定性概念 115

5.6 Richardson数 118

5.7 Obukhov长度 123

5.8 无量纲梯度 124

5.9 其他尺度参数 125

5.10 稳定度综合表 126

5.11 参考文献 127

5.12 练习 129

6.1 封闭问题 134

6 湍流封闭技术 134

6.2 参数化法则 136

6.3 局地封闭—零阶和半阶 137

6.4 局地封闭—一阶 137

6.5 局地封闭—一阶半 144

6.6 局地封闭—二阶 149

6.7 局地封闭—三阶 151

6.8 非局地封闭—跳跃湍流理论 151

6.9 非局地封闭—谱扩散系数理论 163

6.10 参考文献 165

6.11 练习 168

7 边界条件和表面强迫力 173

7.1 有效表面湍流通量 173

7.2 表面热平衡 174

7.3 辐射平衡 176

7.4 界面通量 180

7.5 通量的显热和潜热分配 188

7.6 出入地面的通量 196

7.7 参考文献 201

7.8 练习 204

8 若干数学和物理工具：（二）时间序列 206

8.1 时间和空间序列 206

8.2 自相关 206

8.3 结构函数 208

8.4 离散的Fourier变换 211

8.5 快速Fourier变换 217

8.6 能谱 218

8.7 谱特征 222

8.8 两个变量的谱 233

8.9 周期图 237

8.10 非局地谱 238

8.11 TKE方程的谱分解 240

8.12 参考文献 242

8.13 练习 243

9 相似理论 245

9.1 概述 245

9.2 Buckingham π量纲分析方法 246

9.3 尺度变量 250

9.4 稳定边界层相似关系一览 253

9.5 中性边界层相似关系一览 255

9.6 对流边界层相似关系一览 257

9.7 对数风廓线 262

9.8 Rossby数相似和廓线匹配 269

9.9 谱相似性 270

9.10 相似尺度的值域范围 274

9.11 参考文献 275

9.12 练习 279

10.1 传感器和测量的分类 282

10 测量和模拟技术 282

10.2 传感器一览 283

10.3 主动遥感探测器的形态观测 285

10.4 仪器平台 288

10.5 野外试验 291

10.6 模拟方法 293

10.7 分析方法 299

10.8 参考文献 303

10.9 练习 307

11.1 不稳定表面层 309

11 对流混合层 309

11.2 混合层 314

11.3 卷挟带 332

11.4 卷挟速度及其参数化 335

11.5 下沉和平流 339

11.6 参考文献 342

11.7 练习 348

12 稳定边界层 351

12.1 一般特征 351

12.2 过程 356

12.3 发展 362

12.4 其他厚度模式 364

12.5 低空（夜间）急流 365

12.6 浮力（重力）波 370

12.7 地形倾斜和流泄风 375

12.8 参考文献 378

12.9 练习 381

13.1 热力学 383

13 边界层云 383

13.2 辐射 389

13.3 云的卷挟机制 391

13.4 睛天积云 394

13.5 层积云 400

13.6 雾 405

13.7 参考文献 406

13.8 练习 411

14.1 地理效应产生的局地风 413

14 地理效应 413

14.2 气流的地理调整 419

14.3 城市热岛和城市烟羽 430

14.4 参考文献 432

14.5 练习 436

附录 438

A．尺度变量和无量纲组合 438

B．符号 443

C．常数，参数和换算因子 452

D．虚位温的推导 456