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前言 1

第一章 大气运动基本方程组 1

1 旋转坐标系中的基本方程组 1

2 球坐标系中的基本方程组 13

3 局地直角坐标系中的基本方程组 19

4 p坐标系中的基本方程组 23

5 σ坐标系中的基本方程组 32

6 大气运动基本方程组的简化 38

7 涡度方程和散度方程及其简化 49

习题 61

第二章 地图投影坐标系中的大气运动基本方程组 63

1 地图投影 63

2 普遍的正交曲线坐标系中的基本方程组 76

3 普遍的地图投影坐标系中的基本方程组 83

习题 89

第三章 数值计算方案 92

1 差分方程概论 92

2 时间积分方法 110

3 时间积分格式 113

4 平流方程的空间差分格式及其误差分析 121

5 非线性方程的计算稳定性 133

习题 141

第四章 准地转模式 143

1 准地转正压模式及其积分性质 143

2 准地转正压模式的数值解法 150

3 准地转斜压模式的基本方程组 160

4 准地转两层模式及其动力学 167

5 准地转两层模式的能量转换关系 178

习题 180

第五章 正压原始方程模式 183

1 正压原始方程组及其积分性质 184

2 正压原始方程组的线性计算稳定性 189

3 正压原始方程模式的空间差分格式 191

4 空间差分格式与地转适应 201

5 正压原始方程模式的时间积分格式 208

6 空间平滑滤波 220

7 正压原始方程模式的数值解法 224

习题 227

第六章 斜压原始方程模式 230

1 垂直坐标的选取 230

2 斜压原始方程组的积分性质 241

3 斜压原始方程模式的空间差分格式和时间积分方案 249

4 斜压五层原始方程模式的数值解法 258

5 斜压原始方程模式的模拟试验 269

习题 274

第七章 初始条件与边界条件 275

1 数值天气预报中初值处理的类型 276

2 四维同化问题 291

3 边界条件的类型与给定方法 298

4 嵌套网格的边界处理方案 303

习题 312

1 球面谱模式的展开函数和因变量的选择 313

第八章 正压涡度方程谱模式 313

2 球谐函数及其性质 315

3 波数截断问题 325

4 离散傅立叶变换DFT(Discrete Fourier Transform) 330

5 勒让德变换(Legendre transform) 333

6 正压涡度方程全球谱模式 341

习题 349

第九章 大气边界层的参数化 351

1 平均运动方程及平均次网络尺度项 352

2 单层参数化处理方法 355

3 多层参数化处理方法 361

4 边界层高度的预报 366

5 边界层模式 369

习题 375

第十章 湿热力过程的参数化 377

1 湿热力过程和积云对流的基本理论 377

2 大尺度凝结过程 381

3 四种对流参数化方案 388

4 四种对流参数化方案的比较 417

习题 417

第十一章 中小尺度天气系统的数值模拟 418

1 描述中小尺度天气系统的基本方程组 419

2 描述中小尺度天气系统的线性方程组的动力学特性 430

3 模拟中小尺度天气系统应考虑的物理因子 437

4 一个中尺度数值模式简介 444

5 中尺度天气系统数值模拟实例 454

习题 456

附录 457

Ⅰ 正交曲线线坐标系中矢量的运算 457

Ⅱ 准地转正压模式预报实习 461

Ⅲ 正压原始方程模式预报实习 463

Ⅳ 斜压原始方程模式预报实习 470

参考文献 471