《大氣湍流基礎(chǔ)》系統(tǒng)論述了大氣湍流的基本理論及其研究方法，并盡可能反映該領(lǐng)域最新的科學(xué)研究成果.全書分為八章，內(nèi)容包括：大氣湍流概論、大氣湍流基本控制方程、大氣湍流運(yùn)動(dòng)、湍流統(tǒng)計(jì)描述、近地面層相似性理論、近地面層大氣湍流及地表參數(shù)、大氣湍流觀測(cè)法與數(shù)據(jù)處理、非定常大氣湍流及其分析方法.大氣湍流及其運(yùn)動(dòng)與大氣科學(xué)各部分聯(lián)系密切，本書既考慮了大氣物理學(xué)的有關(guān)知識(shí)，也兼顧了大氣環(huán)境學(xué)科的需要.
《大氣湍流基礎(chǔ)》可為大氣科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的科研和業(yè)務(wù)工作以及高等院校大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境專業(yè)研究生的學(xué)習(xí)提供參考，也可供高年級(jí)本科生及相關(guān)專業(yè)，如環(huán)境保護(hù)、地理、農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及風(fēng)能和核能利用等工程學(xué)科的工作者參考。
《大氣湍流基礎(chǔ)》是作者根據(jù)自己多年來(lái)從事大氣湍流方面的教學(xué)與研究工作的積累精心編寫而成的，是其教學(xué)和科研的結(jié)晶。該書注重理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，所引入的方法既獨(dú)特又新穎性，具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和參考價(jià)值，是國(guó)內(nèi)有代表性的專著。
張宏昇，北京大學(xué)物理學(xué)院教授。
第一章 大氣湍流概論1
1.1 湍流現(xiàn)象與雷諾實(shí)驗(yàn)1
1.2 大氣湍流的基本特征2
1.3 大氣湍流的產(chǎn)生和維持5
1.4 大氣湍流的研究6
第二章 大氣湍流基本控制方程8
2.1 雷諾平均8
2.1.1 平均量與平均法則8
2.1.2 雷諾平均10
2.2 湍流宏觀統(tǒng)計(jì)參數(shù)10
2.2.1 方差與湍流強(qiáng)度10
2.2.2 協(xié)方差11
2.2.3 湍流動(dòng)能11
2.2.4 相關(guān)函數(shù)與相關(guān)系數(shù)11
2.3 大氣運(yùn)動(dòng)方程組13 第一章 大氣湍流概論1
1.1 湍流現(xiàn)象與雷諾實(shí)驗(yàn)1
1.2 大氣湍流的基本特征2
1.3 大氣湍流的產(chǎn)生和維持5
1.4 大氣湍流的研究6
第二章 大氣湍流基本控制方程8
2.1 雷諾平均8
2.1.1 平均量與平均法則8
2.1.2 雷諾平均10
2.2 湍流宏觀統(tǒng)計(jì)參數(shù)10
2.2.1 方差與湍流強(qiáng)度10
2.2.2 協(xié)方差11
2.2.3 湍流動(dòng)能11
2.2.4 相關(guān)函數(shù)與相關(guān)系數(shù)11
2.3 大氣運(yùn)動(dòng)方程組13
2.3.1 氣體狀態(tài)方程13
2.3.2 連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒方程)13
2.3.3 動(dòng)量守恒方程14
2.3.4 熱量守恒方程16
2.3.5 水汽守恒方程17
2.3.6 物質(zhì)屬性守恒方程17
2.4 雷諾平均方程17
2.4.1 平均狀態(tài)方程17
2.4.2 平均連續(xù)性方程18
2.4.3 平均動(dòng)量方程19
2.4.4 平均熱量方程20
2.4.5 平均水汽方程21
2.4.6 平均物質(zhì)屬性方程21
2.4.7 雷諾平均方程組21
2.5 湍流動(dòng)能守恒方程22
2.6 平均運(yùn)動(dòng)動(dòng)能方程25
2.7 Boussinesq近似26
2.8 湍流閉合技術(shù)26
2.8.1 零階閉合28
2.8.2 半階閉合28
2.8.3 局地一階閉合28
2.8.4 高階閉合29
第三章 大氣湍流運(yùn)動(dòng)30
3.1 大氣湍流的平穩(wěn)性、均勻性、各向同性和各態(tài)歷經(jīng)性30
3.1.1 隨機(jī)過(guò)程與平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程30
3.1.2 大氣湍流的平穩(wěn)性和均勻性31
3.1.3 大氣湍流的各態(tài)歷經(jīng)性31
3.1 4 大氣湍流的各向同性32
3.2 泰勒“冰凍”假設(shè)32
3.3 科爾莫戈羅夫的局地均勻各向同性湍流理論與湍流動(dòng)能的串級(jí)輸送34
3.4 湍流混合長(zhǎng)理論36
3.5 大氣湍流的穩(wěn)定性判據(jù)37
第四章 大氣湍流統(tǒng)計(jì)描述42
4.1 概率密度函數(shù)與特征函數(shù)42
4.2 湍流尺度（積分尺度和微尺度）44
4.3 時(shí)間序列的湍流能譜45
4.4 湍流協(xié)方差和湍流通量的定義47
4.5 湍流通量的確定48
4.5.1 通量方差法48
4.5.2 渦旋累積法49
4.5.3 松弛渦旋累積法51
4.5.4 分離的渦動(dòng)相關(guān)法56
4.6 斜坡結(jié)構(gòu)57
第五章 近地面層相似性理論68
5.1 近地面層的定義和性質(zhì)68
5.1.1 近地面層的定義和特性68
5.1.2 近地面層的厚度68
5.1.3 非定常性對(duì)常通量近似的影響69
5.2 莫寧奧布霍夫相似性理論70
5.2.1 莫寧奧布霍夫相似性條件70
5.2. 2奧布霍夫長(zhǎng)度70
5.2.3 莫寧奧布霍夫相似性理論71
5.3 近地面層通量廓線關(guān)系75
5.3.1 近地面層通量廓線關(guān)系75
5.3.2 近地面層通量廓線關(guān)系普適函數(shù)的確定76
5.3.3 近地面層近中性層結(jié)下的通量廓線關(guān)系81
5.3.4 von Karman常數(shù)κ82
5.3.5 利用非中性層結(jié)資料確定von Karman常數(shù)κ85
5.3.6 通量廓線關(guān)系普適函數(shù)確定的實(shí)例86
5.4 空氣動(dòng)力學(xué)法計(jì)算湍流通量89
5.5 湍流交換系數(shù)92
5.6 Bowen 比94
5.7 逆梯度輸送與湍流通量95
第六章 近地面層大氣湍流與地表參數(shù)98
6.1 近地面層大氣湍流統(tǒng)計(jì)特征98
6.2 近地面層大氣湍流能譜特征106
6.3 近地面層空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)——零值位移d116
6.3.1 零值位移d的定義116
6.3.2 零值位移d確定的傳統(tǒng)方法116
6.3.3 零值位移d確定的溫度方差法118
6.4 近地面層空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)——地表粗糙度z0120
6.4.1 地表粗糙度z0的定義和確定120
6.4.2 地表粗糙度z0確定的湍流方法124
第七章 大氣湍流觀測(cè)法與數(shù)據(jù)處理128
7.1 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)128
7.1.1 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)的誤差128
7.1.2 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)過(guò)高效應(yīng)的數(shù)值分析132
7.1.3 風(fēng)杯風(fēng)速儀測(cè)風(fēng)DP誤差的修正133
7.2 超聲風(fēng)溫儀測(cè)風(fēng)136
7.3 超聲風(fēng)溫儀測(cè)溫137
7.4 湍流數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)145
7.4.1 湍流數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波146
7.4.2 湍流數(shù)據(jù)的野點(diǎn)剔除146
7.4.3 湍流數(shù)據(jù)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)（傾斜修正）147
7.4.4 湍流數(shù)據(jù)的趨勢(shì)項(xiàng)剔除150
7.4.5 湍流譜的高頻段修正150
7.4.6 湍流譜的低頻段修正151
7.4.7 WPL修正151
7.4 8 平流修正156
7.5 湍流數(shù)據(jù)的插補(bǔ)157
第八 章非定常大氣湍流及其分析方法161
8.1 小波分析161
8.2 偽小波分析165
8.3 偽小波變換與大氣相干結(jié)構(gòu)165
8.4 希爾伯特黃變換166
8.5 希爾伯特黃變換在大氣湍流中的應(yīng)用171
8.6 希爾伯特黃變換在大氣邊界層中的應(yīng)用178
參考文獻(xiàn)181
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