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绪论 1

第一章 现代天气工程学引论 1

1.1 资料库 1

1.2 程序库 1

序言 1

1.3 图形图像库 2

1.4 预报员 2

1.5 系统工程设计的要点 4

第二章 现代气象资料收集与分发系统 10

2.1 引论 10

2.2 资料收集系统 11

1 系统的结构与组织 11

2 资料收集平台(DCP) 12

3 资料收集平台数据结构的一般设计 14

6 资料收集平台新技术的未来发展 16

2.3 卫星通讯与资料分发 16

5 卫星与地面站的作用 16

4 DCP高空结点站功能 16

2.5 MDD的结点站和接收站 22

第三章 人机交互系统概念 25

3.1 交互的定义 25

3.2 气象信息人机交互系统 25

3.3 人机交互的发展水平与类别 25

1 初级人机交互 25

2 输入输出的交互 25

3 条件与转移式交互 26

4 菜单方式的人机交互 27

3.4 窗口技术 27

2.4 气象资料分发系统(MDD) 28

1 MDD的组织 29

2 MDD的传输规程 29

4.2 窗口菜单和会话框 30

4.1 鼠标的功能及其意义 30

第四章 AMIGAS系统 30

4.3 AMIGAS交互系统绘制高空图 31

1 定义一个高空图底图 32

2 如何选择高空填图编辑器进行填绘 34

3 定义高空分析图 38

4.4 窗口的程序设计原理与方法 41

1 窗口设计的C语言基本函数 41

2 程序设计的实例 42

第五章 物理人机交互 46

5.1 物理交互的概念 46

5.2 联想窗口技术(YLW-Windows) 47

1 Windows技术 47

2 YLW-Windows技术 48

5.3 AFDOS系统平台的Bogus人机交互方法 50

1 基本概念 50

2 鼠标定位与天气底图坐标转换 51

3 物理Bogus方案的平台作业 53

5.4 预报联想思维的程序模拟 54

1 预报的思维过程与联想 54

2 联想树求解 55

3 8码难题求解法 57

4 控制策略 58

5.5 物理人机交互指令传输方法 64

1 矢量空间法的传输设计 64

2 交互按钮的程序设计 64

第六章 气象应用程序库设计 75

6.1 程序设计基本原理 75

6.2 辐散风场程序设计样例 75

1 所计算的物理问题的意义 75

2 采用的基本方程 75

3 李卜曼张弛系数的数值试验与精确度讨论 77

4 程序功能与设计 77

1 基本原理 78

6.3 订正计算铅直运动的程序 78

2 小结 80

6.4 若干气象应用源程序设计范例 80

1 计算第二类条件不稳定参数CISK的简单方法程序(WCISK) 80

2 计算饱和水汽压的程序(WDSV) 81

3 计算湿空气微团绝热上升凝结高度程序(WHPLCL) 82

4 计算位温程序(WHPOTT) 84

6 计算比湿程序(WHRHQS) 86

5 计算比湿或饱和比湿(WHQFRT) 86

7 计算假相当位温的温度和比湿程序(WHTABL) 87

8 计算湿空气微团在绝热升降时任意高度上的温度和比湿程序(WHTCQC) 88

9 计算假相当位温程序(WHTHTE) 89

10 郭晓岚参数化方案(WMC) 90

11 计算相对湿度程序(WMFRMH) 91

12 用T、Q计算露点温度的程序(WMFRMQ) 92

13 用T、RH计算露点温度的程序(WMFRMR) 93

15 计算湿对流调整程序(WMJTOP) 94

14 计算湿对流调整程序(WMLINE) 94

16 用总体经验输送公式计算海上动量、水汽、感热表面通量(WBFLUX) 97

17 计算边界层内有关量(一)(WBFXZo) 98

18 计算边界层内有关量(二)(WBUTFR) 99

19 用运动学方法计算垂直运动(一)(WMCALP，WMVELO) 100

20 水平散度和垂直速度计算程序(WMVELO) 100

21 用运动学方法计算垂直运动(二)(WMDIVE，WMVMOT) 102

22 直接用测站的观测资料计算大范围散度、涡度及垂直速度(三角形法)程序(WMCH) 102

23 球坐标系统中已知运动的初始位置与移向移速求终点位置(WMDB2L) 105

24 计算球坐标系中的势函数、辐散风、散度程序(WMDIVS) 106

25 球坐标系统中已知运动的初始与终点求运动方向速度的程序(WML2DB) 108

26 计算平均环流输送及垂直积分程序(WMMETR) 109

27 计算干对流调整程序(WMNADJ) 110

28 用T、RH计算比湿程序(WMRMRH) 112

29 计算相对湿度程序(WMRMTD) 113

30 用T、Td计算比湿程序(WMRMTM) 114

31 计算正方形网格点上的流函数无辐散风和涡度(WMROTR) 115

32 计算球坐标系中的流函数、无辐散风、涡度程序(WMROTS) 116

33 五点平滑程序(WMSMT) 118

34 九点平滑程序(WMSMT9) 119

35 计算定常涡旋输送及垂直积分程序(WMSTTR) 120

36 计算一些热力学诊断量的程序(WMTHER) 122

37 时间过滤程序(WMTIMF) 124

38 计算瞬变涡旋输送程序(WMTRTR) 126

39 根据水平散度计算垂直速度程序(WMVMOT) 128

40 订正法计算垂直速度程序(WMWA2) 129

41 升降法计算垂直速度程序(WMWA3) 131

42 计算涡度和散度(WMWOSA) 133

43 气象场的谐波分析程序(WSFSEP) 134

44 计算凝结函数的程序(WTEO) 136

45 计算科氏参数和地图放大因子(WTMF) 137

46 UV风分量合成为全风速的子程序(WVTMO) 138

47 计算垂直积分程序(WXINTE) 139

48 计算平均场程序(WXMEAN) 140

49 求高斯纬图参数的程序(WAGAU) 142

50 格点到谱的快速富里叶变换程序(WDFGS) 144

51 谱到格点的快速富里叶变换程序(WDFSG) 145

52 正方形网格线性内插程序(WMINTP) 147

53 P或σ坐标系中的高度场互相插值程序(WMITPO) 148

54 球坐标系雅可比算子程序(WMJACO) 149

55 求抬升凝结高度程序(WML) 151

56 气象场拉格朗日插值(WMLAGR) 151

57 球坐标系拉普拉斯算子程序(MWLAPL) 154

58 由正方形网向经纬度网格转换的插值程序(WOINPL) 155

59 求按球面函数展开的复系数程序(WSCSP) 156

第七章 气象图形基础 254

7.1 传统天气图的基本类型 254

1 地面天气图 254

2 等压面天气图 254

3 等熵面图 256

4 剖面图 256

5 绝热图 257

6 距平图 258

7.2 气象图形基本概念 259

7.3 气象作图初值处理方法 259

7.4 气象图形资料的插值与变换 261

7.5 常用天气图及其在屏幕直角坐标上的变换 267

1 麦卡托柱面投影 267

2 极射赤面投影 267

3 兰勃特正形圆锥投影 268

第八章 气象常用基本图形 270

8.1 直线 270

8.2 风羽的绘制 271

1 风速的图形表达 271

2 绘风羽的一个通用子程序 274

8.3 曲线的绘制 275

1 绘圆 275

2 绘圆的渐开线 277

3 绘对数螺线 279

4 绘椭圆 280

8.4 等值线绘制基本原理 282

8.5 网格点资料的内插 282

8.6 跟踪法绘制等值线 286

8.7 三次B样条法绘制天气图等值线 291

1 离散点资料网格化 292

2 等值线分析、绘制 292

第九章 图形变换 296

9.1 二维坐标变换 296

1 平移 296

2 比例放缩(Scalling) 296

3 旋转 297

9.2 矩阵表示与同性坐标 298

9.3 合成变换 299

4 相对固定点的放缩 300

3 旋转变换的合成矩阵 300

2 比例放缩的合成变换 300

1 变换方法 300

5 绕支点的旋转 301

6 任选方向的放缩 301

7 矩阵连乘与通用变换方程 301

9.4 反射与切变 302

1 反射 302

2 切变 303

第十章 三维坐标变换 305

10.1 平移 305

10.2 比例放缩 305

10.3 旋转 306

10.4 对任意旋转轴的三维旋转 308

10.5 反射与切变 308

1 反射 308

2 切变 308

11.1 投影 311

第十一章 三维取景 311

1 平行投影 312

2 透视投影 314

11.2 取景变换 315

1 定义取景平面 315

2 景深 317

1 AFDOS标准版 320

12.2 AFDOS的标准版及模拟技术 320

12.1 AFDOS系统定义 320

第十二章 AFDOS系统 320

2 AFDOS对传统天气分析预报的模拟技术 322

12.3 AFDOS的高级版及发展技术 333

1 AFDOS系统的标准彩色天气底图上等值线的嵌套客观分析技术 334

2 AFDOS系统中图形的图像化处理技术 334

3 工程化概念与MOD技术 339

4 AFDOS的综合多媒体平台技术 343

5 AFDOS的现代MOD技术 345

1 热带气旋预报方法的编程技术 348

12.4 AFDOS系统的版本化设计 348

2 编程技术设计与版本更新 352

3 程序设计与语言 364

12.5 AFDOS系统的业务平台 365

1 AFDOS业务平台概况 365

2 功能 368

第三章 AFDOS系统多媒体平台设计 373

13.1 多媒体概念和定义 373

13.2 超文本与超媒体概念 374

1 超文本(Hypertext) 374

2 超媒体(Hypermedia) 376

13.3 多媒体平台硬件 377

13.4 多媒体平台软件原理 378

1 多媒体信息压缩技术 378

2 音频、视频同步原理 379

4 计算机视觉 380

3 数字化天气图形与视频音频动态叠加技术 380

5 系统多媒体版功能概述 381

第十四章 应用AFDOS超媒体平台对 98中国暴雨洪水的分析研究 383

14.1 应用媒体技术对 98中国洪水的观测研究 383

14.2 高原高层暖反气旋及其对中尺度云系的驱动 384

14.3 形成稳定的大尺度背景的几种处理 384

1 1997～1998年异常SST分布 385

2 EP通量辐合及西风带的减弱 385

3 青藏高原上的异常地面温度分布 387

4 季风暖湿气流与水汽输送 387

14.4 高原上空中尺度积云对流活动的分析研究 389

1 高原上空中尺度积云对流的发展阶段的分析 389

2 高原中尺度波动东传现象的分析 392

3 高原中尺度对流系统对大尺度系统的反馈作用 393

4 高原中尺度对流系统的过滤分析 393

1 立体透视图解析91暴雨的中尺度结构 397

15.2 方法及应用 397

15.1 引言 397

第十五章 AFDOS系统三维图形设计及应用 397

2 诊断大气中水汽总含量 399

3 51层等θe面的高分辩分析 399

4 91暴雨过程中的Bogus观测分析 401

15.3 暴雨雨带的三维结构 401

15.4 对流层中水汽含量及水汽输送带的三维结构 401

15.5 多层等θe面相对气流分析 402

15.6 91江淮梅雨带的崩溃机制 406

15.7 本章小结 406

第十六章 AFDOS业务平台系统对台风暴雨诊断预报的应用 408

16.1 引言 408

16.2 在AFDOS平台上建立的台风预报模拟系统 408

16.3 系统的基本功能与设计 410

1 热带气旋资料与图表的空间检索功能 410

2 热带气旋资料与图形的时间检索功能 410

3 特殊热带气旋的图形检索与显示 413

5 热带气旋路径图形化的分类检索与调阅 414

6 热带气旋路径图与资料的混合检索与图形输出 414

7 热带气旋路径预报功能 414

4 热带气旋资料的统计运算功能 414

8 软件设计 415

16.4 9608号台风在平台系统上的分析与预报 422

第十七章 客观智能综合决策方法 432

17.1 引言 432

2 联想式智能决策 433

3 自反馈函数的构造 433

17.2 台风路径预报的客观综合决策方法 433

1 最佳求值 433

17.3 客观综合决策方法对9711号台风的预报 437

附录 444

Ⅰ AFDOS系统研究与发展大事记 444

Ⅱ 英汉天气工程学词汇 449

后记 468