大气边界层是地球大气最靠近地表、直接受下垫面动力和热力作用、充满了湍流运动的气层。地球大气系统与地球表面之间的能量和物质交换是发生在大气边界层中的重要过程；大气边界层与自由大气的相互作用过程是影响天气气候的重要环节；这些过程都与大气边界层中湍流运动密切相关。由于大气边界层在地球大气系统中的重要作用，以及下垫面的复杂性和湍流运动的独特性，边界层气象学已经成为大气科学的重要分支，并形成了自己的理论体系。边界层气象学在本学科的本科生课程体系中是不可或缺的组成部分，是具有基础性的专业课程。
全书共分十章，前六章是大气边界层的基本内容，可作为本科生课程的教学内容，后四章也是大气边界层的重要内容，可作为本科阶段课程学习的拓展内容；完整的十章内容更能反映大气边界层的全貌，适合作为研究生课程的教学内容。作为新编教材，本书首先强调的是系统性，前九章基本涵盖了大气边界层的主要内容，并在内容组织上注重体现湍流、地气交换、边界层结构与动力学以及数值模拟之间的联系。其次，本书力求兼顾广度和深度，在全面介绍大气边界层基本知识的基础上，也适度介绍了近二三十年里在一些重要问题上获得的研究成果和取得的新认识，并对有些问题进行了开放式讨论，留下思考的空间。此外，为了让读者了解到大气边界层的研究现状，本书在第十章里分八个专题介绍了大气边界层的研究进展。

第一章 大气边界层
1.1 什么是边界层
1.2 大气边界层
1.3 大气边界层探测
1.4 大气边界层的实验模拟和数值模拟
1.5 大气边界层的重要性
参考文献
第二章 湍流的基本性质
2.1 湍流的生成
2.2 如何研究湍流
2.3 湍流方程
2.4 湍流的一些重要特性
2.5 平均量和湍流量
2.6 湍流的作用
2.7 湍流谱和涡旋速度尺度
2.8 系综平均方程
2.9 空间平均方程
2.10 关于两种平均方程的小结
参考文献
第三章 大气边界层的控制方程
3.1 干空气的控制方程
3.2 考虑水汽、液态水及相变的方程
3.3 湿空气的平均方程
3.4 二阶矩守恒方程
3.5 方程的闭合问题：湍流闭合方案
参考文献
第四章 近地层相似理论
4.1 近地层特征：常通量层假设
4.2 莫宁一奥布霍夫相似
4.3 相似理论的其他表达形式
4.4 湍流统计量的相似律
4.5 地表粗糙度
4.6 局地相似理论
4.7 M—O相似理论的极值解
4.8 多点M—O相似理论
参考文献
第五章 对流边界层
5.1 对流边界层的基本特征
5.2 对流边界层湍流的有组织结构
5.3 混合层相似
5.4 对流边界层的速度场
5.5 对流边界层的标量场
5.6 混合层的整层性质
5.7 对流边界层增长
5.8 夹卷通量参数化
参考文献
第六章 稳定边界层
6.1 稳定边界层的基本特征
6.2 准平稳稳定边界层
6.3 长波辐射的作用与逆温层增长
6.4 扣性和稳定边界层的平衡高度
6.5 夜间低空急流
6.6 斜坡地形与下泄流
6.7 稳定边界层的湍流总能量方程
6.8 稳定边界层的湍流生成尺度——HOSL模型
参考文献
第七章 非均匀下垫面上的边界层
7.1 下垫面改变与内边界层
7.2 低矮山体对边界层的影响
7.3 植被冠层对近地层气流特性的影响
7.4 标量和标量通量的源区域
7.5 非均匀下垫面的地气交换湍流通量
参考文献
第八章 云覆盖的边界层
8.1 云覆盖边界层的基本特征
8.2 观测研究
8.3 辐射通量与云顶辐射冷却
8.4 夹卷过程和夹卷不稳定
8.5 云覆盖边界层的数值模拟
参考文献
第九章 大气边界层数值模拟和参数化方案
9.1 引言
9.2 地表温度
9.3 地表湿度(土壤湿度)
9.4 梏祜冠犀的参新化
9.5 地表通量(地气交换通量)
9.6 大气边界层厚度的速率方程
9.7 湍流闭合方案
参考文献
第十章 大气边界层研究进展
10.1 非平稳边界层
10.2 陆上大气边界层在日变化过程中的转换
10.3 地表非均匀性给边界层气象学带来的挑战
10.4 复杂地形之上的边界层流动
10.5 地气交换通量观测
10.6 陆地地表能量平衡的闭合问题
10.7 大气边界层的大涡模拟
10.8 天气和气候模式中边界层过程的参数化
参考文献