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空中水概论的提纲

已有 3011 次阅读 2011-1-18 11:09 |个人分类:空中水科学|系统分类:科研笔记

 
1.基本认识

我国是水旱灾害十分频繁的国家。从学科看,水旱灾害都与空中水的运行情况有关。空中水的知识联系着降水、干旱预报、河流水情、农田用水、人工影响天气等很多方面。具备系统而基本的空中水知识是气象、水文专业人员、服务服务人员基本业务需要。

地球的水以空中水、地表水、地下水三种基本形态而存在。三种水是互相转化循环的。而空中水又是其中循环最快、最不稳定的一个环节。它严重地影响着地球环境、草原、森林、农田、河流。正确理解空中水的基本特点和运行规律对气象和水文工作中具有基础意义。

多年以来气象学对空中水的各种方面作了大量的研究,取得了丰富的知识。但是气象学毕竟是以空气的存在、运行为主线的科学,质量仅是空气的千分之几的空中水不可能是气象学的主角。在气象学的视角下,空中水容易被看成是随着空气一起运动的配角。这个观点使空中水在气象学内难以形成自主的知识体系。

近年笔者提出独立建设空中水文学的观点,2010年,出版了《空中水文学初探》一书,该书还提出了建立空中水文学的框架。

本“空中水提纲”(中专版)就是在上述认识的前提下为气象、水文中专学生而写的空中水教材提纲。

2.空中水概论提纲
1. 绪论

§1 地球上的水循环和它在环境与社会中的重要性

§2 空中水是水文学的一部分(又与气象有交叉)

§3 空中水的数量与物理特征

§4. 空中水的三种基本存在形态

§5. 空中水的运动

§6. 空中水的析出过程--降水

§7. 地球的水循环(含蒸发)

§8. 空中水在地球能量平衡中的作用与地位

§9. 人类与空中水

1章习题

2. 空中水的存在

§1. 水汽的表示方法

§2. 水汽的测量方法(传统方法,GPS,地基微波辐射计等)   

§3. 云、降水、蒸发、积雪的观测(含卫星云图)

§4. 空中水的地理分布(世界、中国)

§5. 空中水汽随高度的变化

§6. 空中水汽的(日、年、过程)变化

§7. 湿绝热大气状态下的水分铅直分布与总含水量

§8. 三种尺度下的云和降水物(微观、目视、宏观)

§9. 云的分类

§10. 云的含水量和总量

§11. 降水物和它们的密度、降落速度

§12. 附:雪的密度

2章习题

3. 空中水的运动

§1. 空中水的运动类型(随空气的运动、蒸发水汽的扩散、水颗粒的降落)、水平扩散

§2. 水分水平输送量(计算公式、实际特点、850百帕是水汽的主要输送层)

§3. 水分的垂直输送量

§4. 水分的垂直扩散

§5. 水汽的辐合与降水

§6. 降水强度,降水的极值

§7. 运动中的云(云的街涡,测量风速

§8. 水汽相对于空气的运动(水平)

§9. 我国四季的水汽流动特征与数量

3章习题

4. 空中水的变化与析出-降水过程

§1. 湿空气的状态变化(饱和水汽压与温度的关系、环境的限制等、降水、蒸发)

§2.        水汽成云、云变成降水物、形态多样的降水物

§3. 降水与天气系统

§4. 降水的地理分布(世界、我国)

§5. 降水的四季分布、日变化成云、致雨的天气学条件

§6. 降水时面深

§7. 雨时和雨区的统计特征、极端降水的重现期

§8. 降水的时间、空间统计分布规律

§9. 降水与干旱期的统计分布

§10. 雾的特征

§11. 雨凇和雾凇

§12. 雾、雨凇、雾凇的危害

 

4章习题

5. 地球的水循环

§1. 无声无息的伟大过程-蒸发

§2.        蒸发的观测与估算

§3. 我国的实际蒸发量

§4. 水分循环中的基本概念

§5. 水分循环的基本公式

§6. 水分的内循环

§7. 全球、我国、地域水分循环的实例

§8. 不同纬圈降水、蒸发、径流的平衡

5章习题

 6. 空中水在能量平衡中的地位

§1. 地球的能量平衡

§2. 水汽的吸收光谱和对太阳能的吸收

§3. 水的长波辐射特点(水汽、云、雪)

§4. 云对日光的反射作用

§5. 水汽和云对长波辐射的影响

§6. 水汽相变的能量

§7. 空中水在能量平衡中的地位

6章习题

7. 空中水、生态与人类

§1. 水分循环与地球景观

§2. 水分平衡与生态平衡

§3. 淡水的来源

§4. 云对地球温度的调节(-18度的意义)

§5. 农耕、城市、绿洲、地貌对蒸发的影响

§6. 降水预报业务(附空中水资料)

§7. 暴雨灾害(洪水,城市积水

§8. 直接从空中取水拦截雾水

§9. 雾与消雾、雹与消雹

§10.人工影响降水

§11.水幕、人造彩虹

7章习题

8. 空中水文学中的理论问题

§1. 空中水数量之谜

§2. 降水量与上升运动的矛盾

§3. 空气与水汽的相对运动规律

§4. 雨滴形成的物理真实是什么

§5. 雷电与降水的关系

§6. 人工影响空中水的能力与途径

8章习题

附录

1、2、3



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