蒸發(fā)原理與應(yīng)用

　　前言蒸發(fā)是一個既古老又新興的科學(xué)問題。19世紀(jì)中葉，在水文科學(xué)發(fā)展的最初階段，科學(xué)家們試圖回答河流里的水究竟來自哪里，從而開始了降水與蒸發(fā)的觀測。20世紀(jì)50年代以來，蒸發(fā)問題的認(rèn)識伴隨灌溉科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了一個新的高度，其中的標(biāo)志是蒸滲儀的出現(xiàn)和Penman系列公式的形成。近年來，蒸發(fā)作為水文循環(huán)和熱量平衡的重要環(huán)節(jié)，對以全球變暖為主要標(biāo)志的氣候變化非常敏感；蒸發(fā)作為水資源的最終消耗，對應(yīng)對日益嚴(yán)峻的水資源短缺形勢有重要意義；蒸發(fā)作為聯(lián)系生態(tài)過程與水文過程的紐帶，也是認(rèn)識植被碳通量的切入點(diǎn)；所以蒸發(fā)得到了更廣泛的關(guān)注。與此同時，遙感技術(shù)與渦度相關(guān)等觀測技術(shù)的發(fā)展，為蒸發(fā)研究提供了新的手段和工具。？本書內(nèi)容包括蒸發(fā)原理與蒸發(fā)應(yīng)用兩大部分。蒸發(fā)原理部分包括蒸發(fā)的基本概念、基本原理、測量手段、估算方法、遙感反演。其中，基本概念部分從不同學(xué)科角度厘清蒸發(fā)、蒸騰、蒸散發(fā)等概念；基本原理部分主要從湍流理論解釋蒸發(fā)現(xiàn)象，并從狀態(tài)空間角度加以補(bǔ)充；測量手段部分側(cè)重介紹各種蒸發(fā)測量方法的基本原理；估算方法部分以Penman系列公式為核心以公式的推導(dǎo)為重點(diǎn)；遙感反演既可以視為蒸發(fā)測量手段，也可以視為蒸發(fā)估算方法，這一部分介紹蒸發(fā)遙感反演的基本原理與代表性模型。蒸發(fā)應(yīng)用部分包括水熱平衡中的蒸發(fā)、水文模型中蒸發(fā)、作物需水中的蒸發(fā)、土壤水分中的蒸發(fā)、生態(tài)水文中的蒸發(fā)。其中，水熱平衡中的蒸發(fā)介紹“蒸發(fā)悖論”與Budyko為代表的水熱耦合理論與方法；水文模型中的蒸發(fā)介紹代表性水文模型中蒸發(fā)部分的處理；作物需水中的蒸發(fā)介紹田間水量平衡、作物需水計算方法以及氣候變化下的灌溉需水量；土壤水分中的蒸發(fā)介紹以Richards方程為基礎(chǔ)的土壤水分運(yùn)動模型中蒸發(fā)的處理；生態(tài)水文中的蒸發(fā)介紹生態(tài)水文最優(yōu)性理論與方法、隨機(jī)土壤水模型。？本書的寫作源于作者及所在研究團(tuán)隊對蒸發(fā)這一科學(xué)問題的長期關(guān)注。近年來，本書作者承擔(dān)的自然科學(xué)基金包括“‘蒸發(fā)悖論’的規(guī)律、機(jī)理與響應(yīng)研究”、“氣候變化下對冬小麥耗水及灌溉需水的影響研究”、“基于最優(yōu)性原理的干旱區(qū)綠洲生態(tài)水文研究”、“基于水分與能量耦合循環(huán)機(jī)理的灌區(qū)分布式水文模型研究”、“我國北方典型流域?qū)夂蜃兓纳鷳B(tài)水文響應(yīng)研究”等。通過對這些基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究，作者對蒸發(fā)機(jī)理有了深入的認(rèn)識，是本書得以完成的重要基礎(chǔ)。特別需要指出的是，在開展這些研究的過程中，許多學(xué)生做出了創(chuàng)造性的貢獻(xiàn)，包括劉志武、孫福寶、楊漢波、楊紅娟、雷慧閩等博士研究生，姚本智、施亞棟、劉軍、張曉穎等碩士研究生，以及王舒展、辛儒、尚振寧、趙菁菁等本科生。在本書寫作過程中，得到雷志棟、楊詩秀等老師的關(guān)心與指導(dǎo)，得到李丹、張曉穎等同學(xué)的熱情幫助，在此一并表示感謝??？？ 2012年6月于清華大學(xué)新水利館

暫缺《蒸發(fā)原理與應(yīng)用》作者簡介