水资源和能源都是极其贵重的紧缺资源，关注水输送、水分配、水处理过程中的能源消耗是实现低碳发展的关键之一。长期以来，水与能源这种复杂而微妙的关系并未引起社会的足够关注。针对这些挑战，本书将从水与能的关系，蒸散发、水分收支和能量收支，蒸散发观测方法、原理及其应用，蒸散发、水循环和城市热环境等四个方面，详细介绍相关的理论基础、观测方法和应用实例。本书涉及环境、能源、城市、水资源等多个学科，是典型的跨学科著作。
样章试读
目录
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第一篇 水与能
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
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
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
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）
19.2 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）
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