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第一章 晨间的彩虹 1

1.1 某些人是善于预测天气的，而另外一些人则否 1

1.2 上古时代的气象学家 5

1.2.1 亚里斯多德的气象学观点 6

1.2.2 阿基米德沐浴 10

1.3 文艺复兴时代的气象学 11

1.3.1 空气有重量 12

1.3.2 ……且吹来热风与冷风 14

1.3.3 溶解冰块但却不使水增暖的热 15

1.3.4 不可见的热线 16

1.3.5 在十八世纪遨翔的风筝 16

1.3.6 移动的风暴 17

1.4 十九世纪的气象学 18

1.4.1 旋转的风之争论 18

1.4.2 风暴的原理 20

1.4.3 早期的天气图与不完整的预测 21

1.5 近代气象学的产生 26

第二章 观测的诠释 29

2.1 大气中的辐射 30

2.1.1 能量经由真空传播 32

2.1.2 辐射的强度 33

2.1.3 最大辐射波长随著温度的变化 37

2.1.4 大气对太阳辐射的散射、吸收和反射 41

2.1.5 地球的辐射 43

2.1.6 辐射平衡 44

2.2 气体的行为—温度、压力和密度的变化 49

2.2.1 气块和它们的周围环境 50

2.2.2 气体定律：状态方程 53

2.2.3 加热、冷却与压力改变状况下气体温度的改变 54

2.2.4 大气的稳定度 56

2.3 力、加速度和运动的产生 58

2.4 气象现象的幅度 61

2.4.1 综观幅度 63

2.4.2 小幅度：乱流 71

2.4.3 中幅度系统 72

2.4.4 运动幅度的交互作用 73

第三章 气候 75

3.1 气候比平均天气更恰当 75

3.2 太阳辐射的变化—天气和气候的基本起因 79

3.2.1 从北至南的温度变化 79

3.2.2 温度、云和风的日变化 81

3.3 气候随高度的变化 84

3.3.1 平流层和臭氧 87

3.3.2 平流层以上的大气 89

3.3.3 密度和气压的垂直分布 91

3.4 风系的全球性分布—主环流 92

3.4.1 中纬度为何吹西风？ 93

3.4.2 主环流 97

3.5 四季 100

3.5.1 为何有四季？ 100

3.5.2 世界上不同地方的季节 106

3.5.3 季风 109

3.6 山岭在气候上的影响 111

3.7 近地面的气候（微气候） 112

3.7.1 低层内的垂直温度分布 112

3.7.2 风在低层的垂直分布 116

3.7.3 接近地面温度的水平变化 117

3.7.4 都市气候 118

3.8 气候的变迁 123

3.8.1 自然的气候改变 124

3.8.2 人类对气候的冲击 129

第四章 热带以外的多变天气 131

4.1 天气的韵律 131

4.2 从卫星观测到的移动云系 133

4.3 不活跃的与活跃的云 142

4.4 气旋和反气旋—西风带中的大涡旋 144

4.5 挪威学派的气旋模式 147

4.5.1 科氏力 148

4.5.2 地转风 154

4.5.3 摩擦如何修正地转风 157

4.5.4 地转风对围绕气旋与反气旋的圆形流动的进一步运用 158

4.5.5 垂直运动 160

4.5.6 气旋和反气旋的生成 164

4.5.7 气旋模式在解释局部天气上的应用 167

4.5.8 暖锋降水 168

4.5.9 环绕气旋的风 171

4.5.10 气旋周围的温度和降水 172

4.5.11 囚锢锋 174

4.5.12 利用风的顺转与逆转表明暖平流与冷平流 176

第五章 观察天气 179

5.1 1973年4月30日横越美国的天气的综观 179

5.2 第一个早上（4月30日）—科罗拉多州内的低云和雨 182

5.3 第一个下午—穿过堪萨斯州境内的锋面 183

5.4 第一个夜晚—堪萨斯城的雷雨 186

5.5 第二天—与冷锋竞走越过密西西比河谷地 189

5.6 第二个夜晚—印第安那州境内的雷雨 191

5.7 第三天—在匹兹堡境内被锋面赶上 192

5.8 第四天—冷平流和西宾夕法尼亚上的低层云 196

第六章 剧烈的天气 205

6.1 气旋、飓风、雷雨与龙卷风 205

6.2 飓风 208

6.2.1 有利条件的配合造成飓风 209

6.2.2 飓风形成的一个实例 210

6.2.3 扰动旋转得更快 212

6.2.4 飓风级风力的获得 213

6.2.5 飓风的消灭 216

6.3 飓风的电子计算机模式 220

6.3.1 大气的数值模式 221

6.3.2 大气的方程式 221

6.3.3 模式所需的资料 224

6.3.4 电子计算机预测一个飓风 225

6.3.5 应该注意的事 230

6.4 雷雨 231

6.4.1 举升产生雷雨 231

6.4.2 适者生存 233

6.4.3 闪电与雷声 237

6.4.4 冰雹 239

6.4.5 飑线与剧烈雷雨 241

6.5 龙卷风 249

6.6 水龙卷 254

第七章 空气污染气象学 257

7.1 空气污染与天气 258

7.2 大气对污染的影响 259

7.2.1 污染物的水平输送 261

7.2.2 藉著混合使污染物稀释 263

7.2.3 混合层 265

7.2.4 城市上空的混合厚度 272

7.2.5 污染背景的评估 275

7.3 污染对大气的影响 276

7.3.1 污染对于云和雨量的影响 276

7.3.2 污染能改变气候吗？ 278

7.4 超音速运输和气候的可能改造 284

第八章 天气和水 287

8.1 水—太多与太少 287

8.2 水的不寻常性质 289

8.3 降水的面面观 290

8.3.1 暖云中的凝结 291

8.3.2 冰在降水过程中所扮演的角色 295

8.4 美国地区水的分布 298

8.5 水文循环 305

8.5.1 水文循环中的降水部分 307

8.5.2 水灾（洪水） 308

8.5.3 干旱 310

8.5.4 雪量 315

8.5.5 水文循环的其他观点 316

8.6 家庭中水的守恒 317

第九章 气象光学 320

9.1 冰晶光学—晕、日柱和幻日 321

9.2 水滴光学—彩虹、华和光轮 329

9.3 蜃景 336

9.3.1 下蜃景 339

9.3.2 上蜃景 343

9.3.3 綠闪光 345

第十章 天气与气候对人类的影响 347

10.1 生物气象学 347

10.1.1 天气在人类健康与行为上的影响 348

10.1.2 天气与经济 355

10.1.3 天气与运动 356

10.1.4 闪电、植物与人 357

10.2 人类对不利的天气之反应 360

10.2.1 人与环境间热量的交换 360

10.2.2 人类克服极端温度所具有的生理机制 362

10.2.3 气候极端情形的人为降低 366

10.3 能源缺乏的气象状况 368

10.3.1 大阳能 369

10.3.2 水力发电 373

10.3.3 风能 375

10.4 气候在文明上的微妙影响 377

10.5 天气与文化 378

10.5.1 天气与宗教 378

10.5.2 天气与音乐 380

10.5.3 天气与文学 382

10.5.4 天气与艺术 385

第十一章 美国一年中的天气 387

11.1 一月 387

11.2 二月 393

11.3 三月 394

11.4 四月 396

11.5 五月 397

11.6 六月 398

11.7 七月 399

11.8 八月 401

11.9 九月 402

11.10 十月 406

11.11 十一月 408

11.12 十二月 412

附录一 天气观测、单位和数量级 417

A.1 温度 418

A.2 长度 419

A.3 水平风速 420

A.4 垂直风速 424

A.5 气压 424

A.6 天气观测 426

附录二 挑选的美国城市的气候摘要 428