Surface-Based Remote Sensing of the Atmospheric Boundary Layer

این کتاب مروری جامع از آخرین وضعیت فعلی در تحقیقات لایه مرزی جو (ABL) ارائه می‌کند. این بر تحقیقات تجربی ABL تمرکز دارد، در حالی که بیشتر کتاب‌های مربوط به ABL آن را از دیدگاه دینامیک تئوری یا سیال مورد بحث قرار می‌دهند.

تحقیق تجربی ABL تاکنون به صورت سطحی انجام شده است. آزمایش‌های درجا (اندازه‌گیری برج تا چند صد متر، اندازه‌گیری تعادل انرژی سطحی، آزمایش‌های هواپیمای کوتاه، آزمایش‌های کوتاه با بالن‌های متصل، بالن‌های سطح ثابت، ارزیابی داده‌های رادیوسوندی). اندازه گیری شار سطحی نیز در کتاب مورد بحث قرار گرفته است. اگرچه شارهای سطحی یکی از عوامل محرک اصلی برای تغییرات روزانه ABL هستند، توصیف ABL تنها در صورتی کامل می شود که ساختار عمودی آن تحلیل و تعیین شود. اطلاعات ماهواره ای در دسترس است که مناطق وسیعی را پوشش می دهد، اما تنها وضوح زمانی محدودی دارد و وضوح عمودی کافی ندارد. بنابراین، سنجش از دور مبتنی بر سطح یک چالش بزرگ برای بزرگ‌تر کردن پایگاه داده برای مطالعات ABL است، زیرا اطلاعات تقریباً پیوسته و با وضوح بالا را برای سایت‌های مورد علاقه ارائه می‌دهد.

در سالهای اخیر پیشرفت قابل توجهی در مطالعه سنجش از دور زمینی ABL صورت گرفته است. این کتاب موضوعات جدیدی مانند رادارهای ریز باران و استفاده از سقف‌سنج‌ها برای پروفایل ABL، لیدارهای بادی کوچک مدرن برای کاربردهای انرژی باد، اندازه‌گیری پروفیل شار ABL، تکنیک‌های RASS، و تعیین ارتفاع لایه‌های اختلاط را مورد بحث قرار می‌دهد.

The book presents a comprehensive overview of the current state-of-the-art in the atmospheric boundary layer (ABL) research. It focuses on experimental ABL research, while most of the books on ABL discuss it from a theoretical or fluid dynamics point of view.

Experimental ABL research has been made so far by surface-based in-situ experimentation (tower measurements up to a few hundred meters, surface energy balance measurements, short aircraft experiments, short experiments with tethered balloons, constant-level balloons, evaluation of radiosonde data). Surface flux measurements are also discussed in the book. Although the surface fluxes are one of the main driving factors for the daily variation of the ABL, an ABL description is only complete if its vertical structure is analyzed and determined. Satellite information is available covering large areas, but it has only limited temporal resolution and lacks sufficient vertical resolution. Therefore, surface-based remote sensing is a large challenge to enlarge the database for ABL studies, as it offers nearly continuous and vertically highly resolved information for specific sites of interest.

Considerable progress has been made in the recent years in studying of ground-based remote sensing of the ABL. The book discusses such new subjects as micro-rain radars and the use of ceilometers for ABL profiling, modern small wind lidars for wind energy applications, ABL flux profile measurements, RASS techniques, and mixing-layer height determination.