天气分析预报物理量计算基础PDF电子书下载

第一编 基础物理量 3

第1章　表示空气湿度的物理量 3

1.1　饱和水汽压 3

1.2　水汽状态方程与水汽密度 6

1.3 比湿与混合比 7

1.4　相对湿度与温度-露点差 10

1.5　虚温与密度温度 11

第2章　热力学图解上的几个特征高度 15

2.1　抬升凝结高度 15

2.2　对流凝结高度与对流温度 20

2.3　起始抬升高度与起始下沉高度 21

2.4 自由对流高度、平衡高度与等面积高度 24

2.5　0℃层高度与-30℃层高度 25

第3章　与大气中水分有关的物理量 27

3.1　大气可降水量 27

3.2　凝结函数 28

3.3　降水效率 30

第4章　温湿特征量 32

4.1　位温与虚位温 32

4.2　假相当位温与饱和假相当位温 33

4.3　湿球温度与湿球位温 38

4.4　湿静力温度 39

第5章　云中含水量的计算 43

5.1　绝热比含水量 43

5.2　利用强风暴数值模式求云中液水含量 44

5.3　利用中尺度数值模式求云中液水含量 46

第6章　平均风矢与相对风矢 51

6.1　风向、风速、风矢与u,v分量的关系 51

6.2　气柱平均风矢 52

6.3　雷暴的移速 53

6.4　风暴相对风矢 54

第7章　涡度、散度与垂直速度 56

7.1　涡度的计算 56

7.2　散度的计算 58

7.3　垂直速度的诊断 59

7.4　地转偏差与散度、垂直速度的关系 61

第8章　水汽通量与水汽通量散度 64

8.1　水汽通量 64

8.2　水汽通量散度 65

8.3　水汽通量散度应用示例 67

第9章　平流与差动平流 70

9.1　温度平流 70

9.2　涡度平流 71

9.3　θse平流 72

9.4　θse差动平流 73

第二编 稳定度与稳定度指数 77

第10章　条件性稳定度指数 77

10.1　气块法 77

10.2　条件性稳定度指数 78

10.3 肖沃特指数 81

10.4　抬升指数 82

10.5　最大抬升指数 82

10.6　抬升垂直运动指数 83

第11章　对流性稳定度指数 84

11.1　对流性稳定度 84

11.2　对流性稳定度指数 85

11.3　条件-对流稳定度指数 86

11.4　最大对流稳定度指数 86

第三编 有效能量 91

第12章　对流有效位能 91

12.1　对流有效位能的概念 91

12.2　与CAPE计算有关的几个问题 93

12.3　计算注意事项 95

12.4 与CAPE应用有关的一些问题 95

12.5　小结 96

第13章　下沉对流有效位能 98

13.1　斜交T-logp图 98

13.2 下沉对流有效位能（DCAPE） 98

13.3　下沉对流有效位能的计算方法 100

13.4　讨论 101

第14章　湿有效能量 102

14.1　湿总能量 102

14.2　有效能量、无效能量以及参考状态 104

14.3　全球湿有效能量与湿-比有效能量的近似表达式 106

14.4　参考状态的确定 108

14.5　Amk与MAE1的计算及其单位 112

14.6　Amk对非局地暴雨信号的放大作用 112

14.7　小结 113

第四编 与垂直风切变有关的量 117

第15章　环境风的垂直切变和理查森数 117

15.1　环境风的垂直切变 117

15.2　理查森数 119

第16章　局地螺旋度与z-螺旋度 123

16.1　螺旋度 123

16.2　局地螺旋度与z-螺旋度表达式 123

16.3　局地螺旋度密度的几个特性 124

第17章　风暴相对螺旋度 127

17.1　风暴相对螺旋度 127

17.2　风暴相对螺旋度的计算 127

17.3　讨论 128

第五编 不稳定能量的储存机制 137

第18章　储能机制指数 137

18.1　干暖盖强度指数 137

18.2　储能指数 138

18.3　干暖盖特征的另一种表示方法 138

18.4　其他分析结果 139

18.5　小结 140

第19章　对流抑制能量 141

19.1　热力学图解上的负面积 141

19.2　对流抑制能量定义 141

19.3　CIN的预报应用 142

19.4　与CIN计算有关的几个问题 142

第六编 触发（抬升）机制 147

第20章　边界层中的散度和垂直速度 147

20.1　地面附近散度的计算 147

20.2　边界层中垂直速度的计算 148

第21章　准地转Q矢量 150

21.1　准地转Q矢量表达式Ⅰ 150

21.2　准地转Q矢量表达式Ⅱ 151

21.3　Q矢量散度为强迫项的准地转ω方程 151

21.4　ω∞？·Q的导出 153

21.5　补充知识：矢量的“梯度” 153

第22章　热成风适应机制与垂直运动 156

22.1　陈秋士数 156

22.2　非地转风情况下大尺度动力学方程的简化 156

22.3　热成风适应简化方程 157

22.4　热成风适应机制与垂直运动发生的原则 159

22.5　适应与水平尺度的关系 160

第七编 热力学与运动学量的组合参数第23章　相当位涡 163

23.1 引言 163

23.2　等压面上的EPV 163

23.3　EPV计算示例 166

第24章　湿位势涡度 168

24.1　位势涡度和湿位势涡度定义 168

24.2　位涡守恒性 168

24.3　湿位涡守恒性 170

24.4　等压面上的湿位涡及倾斜涡度发展理论 171

24.5　位涡和湿位涡单位 172

24.6　倾斜涡度发展理论的应用 173

第25章　风暴强度指数 174

25.1　引言 174

25.2　资料来源及处理方法 174

25.3　点聚图 175

25.4　风暴强度指数 176

25.5　应用举例 177

第26章　能量螺旋度指数、涡生参数与粗理查森数 179

26.1　能量螺旋度指数 179

26.2　涡生参数 179

26.3　粗理查森数 181

第八编 强对流天气指数 185

第27章　雷暴指数 185

27.1　杰弗逊指数与莱克力指数 185

27.2　T＊指数 186

27.3　瑞士新雷暴预报指数 187

第28章　雷暴大风与下击暴流指数 190

28.1　雷暴大风（日）与下击暴流 190

28.2　大风指数 192

28.3　微下击暴流潜势日指数 193

28.4　微下击暴流的预报 193

第29章　冰雹指数 196

29.1　上升气流 196

29.2　降雹条件 198

29.3　最大上升速度与0℃层高度的关系 202

29.4　降雹的预报 203

第30章　雷电（闪电）指数 205

30.1　闪电 205

30.2　地闪气候规律 206

30.3　闪电频数的简单参数化方案 208

30.4　云地闪频率 211

第31章　强天气分析预报的其他指数 215

31.1　全总指数及修正的全总指数 215

31.2　强天气威胁指数 215

31.3　K指数及修正的K指数 216

31.4　山崎指数 217

第九编 锋与锋生 221

第32章　能量锋与Ω系统 221

32.1　能量锋 221

32.2　Ω能量系统（锢囚高能舌） 222

32.3　Ω系统湿斜压调整过程 224

第33章　标量锋生公式 226

33.1　概述 226

33.2　锋生、锋消公式 226

33.3　影响锋生、锋消的因子 228

33.4　伸展形变与切变形变 229

33.5　其他形式的锋生公式 232

33.6　d/dt丨？hθ丨表达式的物理意义 234

33.7　应用中的注意事项 235

第34章　矢量锋生函数 236

34.1　概述 236

34.2　矢量锋生公式 236

34.3　其他形式的矢量锋生公式 239

34.4　Fn与Fs的意义 241

第十编 压能、旋转风与辐散风 245

第35章　压能 245

35.1　概述 245

35.2　压能性质1 245

35.3　压能性质2 247

35.4　压能性质3 248

第36章　旋转风与辐散风的Endlich计算方法 249

36.1　基本原理 249

36.2　计算步骤 249

36.3　应用示例 251

36.4　小结 253