气候变化和人类活动综合影响加剧，改变着全球水循环过程和水安全形势，水旱灾害多发频发重发趋势加重，水文和气象交叉学科发展的重要性日益显现，受到国内外学者广泛关注。本书系统地介绍了水文气象学的相关科学问题、概念、理论和技术等，每一章都总结了本章要点并提供了问题列表。本书共14章，系统论述了水文循环、降水、蒸发和蒸腾、雪和冰、测量和仪器、卫星遥感、降水场和洪水频率分析、降水预报、洪水预报、沿海洪水预报、干旱、风和全球环流、气候变化与水文循环、城市水文气象学等内容。
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目录
前言
1 水文循环 1
1.1 概述 1
1.2 水文循环过程 2
1.3 全球对水文循环的影响 3
1.4 水量平衡 5
1.5 气溶胶对水文循环的影响 5
1.6 水文循环耦合模型 6
1.7 全球能量与水循环交换项目 6
1.8 洪水 7
参考文献 8
2 降水 10
2.1 引言 10
2.2 理想气体状态方程 10
2.3 静水压力定律 11
2.4 热力学第一定律 11
2.5 大气过程：干绝热递减率 12
2.6 大气中的水蒸气 13
2.7 大气过程：饱和绝热递减率 14
2.8 大气中的稳定性和对流 14
2.9 降水粒子的生长 15
2.10 降水系统 18
2.11 全球大气环流 28
附录 雨滴的成长 28
参考文献 30
3 蒸发和蒸腾 34
3.1 引言 34
3.2 基于观测的潜在蒸发模型 34
3.3 空气动力学方法 34
3.4 能量平衡 36
3.5 彭曼方程 36
3.6 感热和水蒸气通量 38
3.7 湿润植被表面的水分蒸发：截留过程 38
3.8 蒸发与蒸腾的测量 39
3.9 土壤-植物-大气连续体中的水分传输 40
3.10 水分循环和蒸腾作用 41
3.11 植物中的水通量 41
3.12 陆面温度与通量模拟 42
3.13 土壤-植被-大气传输方案 45
3.14 流域大尺度蒸散发量与总蓄水量的估算 46
附录3.1 综合空气动力学方法和能量平衡方法计算湖泊蒸发量 47
附录3.2 土壤湿度模拟 47
参考文献 49
4 雪和冰 50
4.1 引言 50
4.2 基本过程 50
4.3 积雪特征 54
4.4 冰川 56
4.5 海冰 56
4.6 冻土 56
4.7 冰雪融化和水运动的物理过程 57
4.8 雪的水当量 59
4.9 融雪和径流建模 59
4.10 雪崩 63
4.11 全球积雪分布和极值 64
附录 流域融雪入流率的估算 64
参考文献 67
5 测量和仪器 70
5.1 测量、分辨率、精度和准确度 70
5.2 降水的点测量 70
5.3 使用雨量计网络进行降水的面积测量 74
5.4 雷达测量降雨量 75
5.5 土壤湿度 85
5.6 蒸发和蒸散发 88
5.7 流量测量：基本水文测量 89
5.8 测量径流量 90
5.9 现代遥测技术概述 92
附录 通过最小二乘法合并不同的估计值 92
参考文献 95
6 卫星遥感 99
6.1 卫星遥感概述 99
6.2 电磁辐射的表面散射 102
6.3 电磁辐射与大气的相互作用 105
6.4 可见光和红外数据 105
6.5 多光谱数据 108
6.6 被动微波技术 110
6.7 主动(雷达)微波技术 114
6.8 地表能量平衡系统(SEBS) 117
6.9 卫星遥感测量小结 118
附录 辐射平衡 120
参考文献 122
7 降水场和洪水频率分析 128
7.1 介绍 128
7.2 面平均降雨量 128
7.3 暴雨时空分析 129
7.4 设计暴雨 135
7.5 洪水频率估计方法 136
7.6 可能最大降雨 137
7.7 可能最大洪水 138
7.8 洪水研究报告 139
7.9 洪水估算手册(FEH) 141
附录7.1 降雨面的三维描述 143
附录7.2 耿贝尔分布 143
参考文献 145
8 降水预报 148
8.1 引言 148
8.2 临近预报 149
8.3 概率雷达临近预报 152
8.4 数字模型：结构、数据需求、数据同化 153
8.5 中尺度预报 155
8.6 季节预报 157
附录 Brier技巧评分 158
参考文献 160
9 洪水预报 164
9.1 洪水预报技术 164
9.2 模型校准和等效性 164
9.3 洪水预报模型的发展 165
9.4 将详细的水动力模型转换为适用于实时洪水预报的简化模型 167
9.5 概率洪水预报与决策支持方法 169
9.6 水位流速(水位流量) 关系曲线的推导 170
9.7 预报模型的性能测试和更新程序 170
9.8 国内外预报平台的模型配置 171
9.9 洪水预警和服务水平 174
9.10 全球案例研究：河流与城市 175
附录9.1 圣维南方程 176
附录9.2 在非饱和区和饱和区的流量 177
参考文献 179
10 沿海洪水预报 183
10.1 沿海洪水类型 183
10.2 风暴潮洪水预报模型 184
10.3 概率性风暴潮预警 187
10.4 海啸 189
10.5 英国沿海洪水实例 190
10.6 几个世界沿海洪水实例 192
附录 海岸上的海浪漫溢 194
参考文献 196
11 干旱 198
11.1 定义 198
11.2 干旱指标 199
11.3 干旱的物理机制 201
11.4 频率分析：可预测性 201
11.5 模拟干旱的发生 202
11.6 全球主要干旱 204
11.7 干旱示例 204
11.8 抗旱减灾和灾后恢复措施 205
附录 干旱的定义 206
参考文献 208
12 风和全球环流 211
12.1 运动方程 211
12.2 大气埃克曼层 212
12.3 锋面 213
12.4 急流 214
12.5 飓风 215
12.6 背风波 215
12.7 海陆风 216
12.8 大气环流的风场 216
12.9 哈得来环流 216
12.10 极地环流 217
12.11 费雷尔环流 218
12.12 沃克环流 218
12.13 厄尔尼诺/南方涛动 219
12.14 季风 219
附录12.1 大规模空气运动 220
附录12.2 非地转运动 221
参考文献 223
13 气候变化与水文循环 225
13.1 气候概论 225
13.2 气候变化的证据 226
13.3 气候变化的原因 235
13.4 模拟气候变化 240
13.5 气候变化对水文循环和水资源的可能影响 244
附录 估算长期气候记录中事件的返回时间 246
参考文献 249
14 城市水文气象学 254
14.1 引言 254
14.2 城市边界层与水循环 254
14.3 城市发展和降雨 256
14.4 下水道洪水 257
14.5 城市地表径流 259
14.6 河漫滩开发 261
14.7 酸雨 261
14.8 城市空气和水污染 263
附录 来自城市排水系统的径流事件数量 264
参考文献 266
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