北京
在地氣相互作用研究中，如何準確測量地表與大氣之間的熱量、水汽交換，一直是氣象學、水文學和生態學領域的核心課題。傳統渦動相關方法雖廣泛應用，卻在復雜下墊面、大尺度觀測等方面存在局限。光閃爍方法，作為一種基于大氣湍流與光傳播原理的新型通量觀測技術，正以其獨特的空間代表性和適應復雜環境的能力，成為通量觀測領域的重要突破。
《光閃爍方法：理論與應用》一書由我國著名大氣物理學家王介民教授與國際閃爍儀研究權威漢克·德布萊恩教授合著，系統梳理了這一方法從理論基礎到實踐應用的全貌，堪稱該領域里程碑式的著作。
01
內容簡介
本書首先對理解和應用光閃爍方法必需的“大氣湍流”、“電磁波在湍流大氣中的傳播”，以及“微氣象學”等領域的基礎理論和研究方法，做簡明扼要的闡述；進而分別對近30 年來各種光閃爍儀的發展，特別是近年新發展的可在幾百米到10 km 尺度上觀測感熱、潛熱通量的雙波段閃爍儀（OMS），以及其資料處理和質量控制方法，結合臺站的應用做詳細介紹。
本書主要面向大氣、水文、生態等領域的研究人員和研究生，也可作為國內外有關臺站工作人員的手冊式參考。
02
核心亮點
理論體系完整
本書首次系統構建了光閃爍方法的完整理論框架，深入淺出地闡釋了大氣湍流、波傳播與微氣象學三大基礎理論的交叉融合。從柯爾莫哥洛夫湍流理論到莫寧-奧布霍夫相似理論，從電磁波傳播方程到通量足跡分析，為讀者提供了堅實的理論基礎。特別對雙波段閃爍儀的觀測原理進行了詳細推導，使復雜理論變得易于理解和應用。
技術涵蓋全面
全書系統梳理了各類閃爍儀的發展歷程與技術特點，從小孔徑激光閃爍儀到大孔徑光學閃爍儀，從微波閃爍儀到光學-微波雙波段系統，涵蓋了當前主流觀測設備。特別對OMS系統的硬件配置、軟件操作和數據輸出格式進行了詳盡說明，為儀器選型和業務化運行提供了重要參考。
應用導向突出
針對復雜下墊面觀測難題，本書系統總結了閃爍儀在山地、城市、水體等特殊環境中的應用案例。通過大量實測數據對比分析，驗證了方法在不同地區的適用性，為拓展通量觀測范圍提供了完整解決方案。特別是在遙感驗證和模式評估方面的應用經驗，具有重要參考價值。
實踐指導性強
從站點選址、設備安裝到數據處理、質量控制，本書提供了詳盡的操作指南。針對實際觀測中常見的數據異常、環境干擾等問題，給出了具體解決方案。對通量計算中的不確定性分析和誤差控制方法進行了專門闡述，堪稱通量觀測工作者的"實戰手冊"。
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作者簡介
王介民，男，中國科學院西北生態環境資源研究院研究員，博士生導師，主要研究領域包括大氣物理、大氣遙感、陸面過程及氣候模式參數化。曾參與主持多個中國科學院及國家自然科學基金項目，參與主持多個中日合作、中歐合作項目。主要有：國家自然科學基金項目重大項目，中日合作項目“黑河地區地氣相互作用觀測實驗研究”、中日合作項目“GEWEX亞洲季風實驗”、中荷科學院合作項目 “干旱區復雜下墊面能量平衡與水循環”、中歐合作項目 “氣候變化對農業生態與水資源的影響”等。發表雜志論文等研究成果150余篇。
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ISBN 978-7-03-083591-8
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《光閃爍方法：理論與應用》既是一部理論專著，也是一座連接科學研究與業務應用的橋梁。當我們在光的閃爍中讀懂大氣的脈動，就能更準確地把握地氣交換的規律，為天氣預測、氣候研究和生態環境管理提供更可靠的數據支撐。
這部著作的出版，不僅標志著我國在大氣觀測方法研究方面取得重要進展，更將為全球變化背景下的地球系統科學研究注入新的活力。
本文摘自《光閃爍方法 : 理論與應用》（王介民等著. 北京 : 科學出版社. 2025. 10.）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。
(本文編輯：鄭紫宸）
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