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第一篇水与能3

第1章 太阳能及其特征3

1.1 太阳能简介3

1.2 太阳能的特征6

1.3 太阳能的光谱特征8

1.4 太阳能开发利用技术概述10

1.4.1 光技术（光能-热能）10

1.4.2 光-电技术（光能-电能）10

1.4.3 光-化学技术（光能-化学能）11

1.4.4 光生物技术（光能-生物能）11

1.5 水循环在能量收支中的作用11

第2章 水行业的能源消耗——以中国灌溉农业行业的能耗为例13

2.1 引言13

2.2 中国农业用水行业的能源消耗13

2.2.1 中国有效灌溉面积14

2.2.2 中国农业灌溉中的能源消耗15

2.3 中国与美国加利福尼亚州的农业灌溉能耗对比16

2.4 小结17

参考文献17

第3章 中国能源行业的水消耗18

3.1 引言18

3.2 中国能源行业的水消耗现状分析19

3.2.1 中国能源行业的年总耗水量19

3.2.2 六大能源行业耗水量占行业总耗水量的比例19

3.3 中国六大能源行业水耗分析21

3.3.1 技术因素21

3.3.2 政策因素23

3.4 讨论25

3.5 小结26

参考文献26

第二篇蒸散发、水分收支和能量收支31

第4章 蒸散发及其物理过程31

4.1 蒸发31

4.1.1 蒸发的概念31

4.1.2 水面蒸发31

4.1.3 土壤蒸发33

4.2 植物蒸腾35

4.2.1 蒸腾过程35

4.2.2 影响植物蒸腾的因素36

4.3 蒸散发37

参考文献38

第5章 蒸发和蒸腾界面上的能量交换40

5.1 显热40

5.2 潜热41

5.3 土壤热通量42

第6章 水分收支与水量平衡43

6.1 水量平衡原理43

6.2 全球的水分收支与水量平衡43

6.3 陆地的水分收支与水量平衡46

6.3.1 流域的水分收支与水量平衡48

6.3.2 农田生态系统的水分收支与水量平衡48

6.4 城市的水分收支与水量平衡49

参考文献51

第7章 能量收支与能量平衡52

7.1 能量平衡原理及一般方程52

7.2 全球能量收支与能量平衡53

7.3 城市的能量收支与能量平衡55

7.4 生态系统的能量收支与能量平衡56

参考文献57

第三篇蒸散发观测方法、原理及其应用63

第8章 植物生理学方法63

8.1 小室法63

8.2 示踪法63

8.3 快速称重法64

8.4 整树容器法64

参考文献65

第9章 微气候学方法67

9.1 波文比法67

9.2 涡度相关法68

9.3 彭曼公式69

9.4 Penman-Monteith联合方法69

9.5 温度差方法70

9.6 三温模型70

9.6.1 土壤蒸发子模型70

9.6.2 植被蒸腾子模型71

9.6.3 蒸散发计算71

参考文献72

第10章 水量平衡方法73

10.1 水量平衡方法简介73

10.2 案例：内蒙古太仆寺旗退耕草地水分收支的研究73

10.2.1 研究区和研究意义73

10.2.2 不同退耕年龄草地在生长季的水分收支74

10.2.3 退耕还草对水分收支的影响76

第11章 同位素方法77

11.1 同位素基础77

11.2 同位素技术在蒸散发研究中的应用79

11.2.1 蒸散发中的同位素估算79

11.2.2 土壤蒸发和植物蒸腾的分离80

11.2.3 利用同位素方法分离蒸散发的实例80

参考文献81

第12章 基于遥感技术的蒸散发反演理论与方法82

12.1 经验统计回归模型82

12.2 基于地表能量平衡方程的估算模型83

12.2.1 余项法83

12.2.2 三温模型85

参考文献86

第13章 研究案例1：波文比方法在内蒙古草原蒸散发观测中的应用88

参考文献95

第14章 研究案例2：基于三温模型的蒸散发遥感反演研究96

14.1 研究区概况96

14.1.1 内蒙古半干旱草原96

14.1.2 甘肃典型内陆河——石羊河流域96

14.2 内蒙古半干旱草原的蒸散发97

14.3 内陆河——石羊河流域的蒸散发100

参考文献102

第四篇蒸散发、水循环和城市热环境105

第15章 城市化与城市热岛效应105

15.1 城市热岛效应105

15.2 城市化与城市热岛效应关系107

15.3 中国的城市化与城市热岛效应108

参考文献109

第16章 城市热岛效应的研究111

16.1 热岛的识别及其演变111

16.2 城市热岛效应的机制研究112

参考文献113

第17章 城市热岛的研究方法115

17.1 城市热岛效应的气象站点观测法115

17.2 运动样带法115

17.3 城市热岛遥感监测研究118

17.4 城市热岛模型模拟研究119

参考文献120

第18章 植被蒸腾对城市热岛效应的缓解121

18.1 城市中的绿色植被121

18.2 绿色植被蒸腾对城市热岛效应的缓解122

参考文献125

第19章 绿色屋顶对城市热岛效应的缓解126

19.1 绿色屋顶126

19.2 绿色屋顶的降温效果126

19.3 绿色屋顶的类型128

19.4 案例1：日本福冈奥古罗斯大厦129

19.4.1 “大棒”政策129

19.4.2 “胡萝卜”政策130

19.5 案例2：美国芝加哥市政厅绿色屋顶花园132

参考文献133

第20章 城市水体蒸发对城市热岛效应的缓解135

20.1 城市水体对城市热岛的缓解效应研究135

20.1.1 实测研究136

20.1.2 模型试验研究136

20.1.3 数值模拟研究136

20.2 案例介绍：上海中心城区水体案例138

参考文献139

第21章 案例研究：基于遥感的深圳市城市热岛效应研究140

21.1 深圳市城市热岛空间分布特征140

21.1.1 深圳市地表温度变化特征140

21.1.2 深圳市城市热岛强度空间分布特征146

21.2 深圳市城市热岛年际变化规律150

21.2.1 深圳市城市热岛效应日间变化规律150

21.2.2 深圳市城市热岛效应夜间变化规律151

21.3 深圳市城市热岛季相变化规律153

21.3.1 深圳市城市热岛季相日间变化规律153

21.3.2 深圳市城市热岛季相夜间变化规律154

21.4 深圳市热岛强度变化与社会经济关系156

21.5 讨论158

21.6 小结159

参考文献160