大气动力学 （上册）PDF电子书下载

上册目录 1

前言 1

第一章 大气运动的基本方程 1

§1.1 地球与大气的基本特征 1

§1.2 绝对运动与相对运动 2

§1.3 运动方程 3

§1.4 连续性方程 7

§1.5 状态方程 8

§1.6 热力学方程 9

§1.7 水汽方程 11

§1.8 基本方程组 12

§1.9 球坐标系中的大气运动方程组 12

§1.10 局地直角坐标系中的大气运动方程组及β平面近似 17

§1.11 大气运动的湍流性，平均化的大气运动基本方程组 21

§1.12 湍流半经验理论，封闭方程组 26

§1.13 初条件与边条件 29

§1.14 气压倾向方程 33

复习思考题 34

习题 35

第二章 大气运动的变形方程 38

§2.1 角动量与角动量方程 38

§2.2 能量与能量方程 41

§2.3 正压大气与斜压大气 50

§2.4 环流与环流定理 53

§2.5 散度与涡度、流场分析 57

§2.6 涡度方程、位涡度方程 64

§2.7 散度方程与平衡方程 71

复习思考题 73

习题 74

第三章 大气中的平衡运动 77

§3.1 大气水平运动的方程组 77

§3.2 力的垂直分布和大气的动力分层 78

§3.3 自然坐标系 80

§3.4 自由大气中的平衡运动 83

§3.5 惯性振动和惯性稳定度 92

§3.6 近地面层大气中的平衡运动 95

§3.7 上部边界层大气中的平衡运动 99

§3.8 Ekman抽吸与旋转衰减 105

§3.9 地转偏差 107

复习思考题 109

习题 111

第四章 层结大气与静力平衡 116

§4.1 层结大气和层结稳定度 116

§4.2 Richardson数 123

§4.3 有效位能（available potential energy） 126

§4.4 以静止大气为背景的大气运动基本方程组 129

§4.5 静力近似、非弹性近似和Boussinesq近似 135

§4.6 正压模式（浅水模式） 137

§4.7 准Lagrange坐标系 141

§4.8 其它层结参数 156

复习思考题 160

习题 161

第五章 尺度分析 167

§5.1 大气运动的分类和尺度概念 167

§5.2 尺度分析（scale analysis） 168

§5.3 无量纲参数 173

§5.4 方程的无量纲化及某些近似的充分条件 180

习题 184

复习思考题 184

第六章 准地转动力学 186

§6.1 小参数方法（WKB方法） 186

§6.2 准地转模式与准地转位涡度守恒定律 196

§6.3 准地转模式的能量守恒定律 199

§6.4 准地转的位势倾向方程和ω方程 202

§6.5 准无辐散模式 204

§6.6 半地转模式 206

习题 207

复习思考题 207

第七章 线性波动 212

§7.1 波的基本概念 212

§7.2 小振幅波和小扰动方法（small perturbation method） 217

§7.3 正交模方法（normal modes method） 223

§7.4 大气中的基本波动 224

§7.5 正压模式中的大气波动 234

§7.6 一般大气系统中的波动 237

§7.7 准地转模式中的大气波动 243

§7.8 包含基本气流的Rossby波 245

§7.9 Rossby波的频散，上下游效应 249

§7.10 超长波的尺度分析与频率分析 253

§7.11 Haurwitz波 256

§7.12 永恒性波解（permanent wave solution） 258

§7.13 地形Rossby波 261

§7.14 定常Rossby波的形成 263

复习思考题 264

习题 265

第八章 波的传播理论 271

§8.1 缓变波列（slowly varying wavetrain） 271

下册目录 271

§8.2 波能密度及其守恒原理 274

§8.3 波作用量及其守恒原理 278

§8.4 波的多尺度方法 281

§8.5 Rossby波的传播图象 284

§8.6 Rossby波的经向和垂直传播 288

§8.7 Rossby波的动量和热量输送 290

§8.8 Rossby波的演变，波与基本气流的相互作用 292

§8.9 E-P通量（Eliassen-Palm flux） 299

§8.10 东西风带和经圈环流的维持 300

§8.11 Rossby波的共振相互作用 301

复习思考题 310

习题 311

第九章 非线性波动 314

§9.1 波动方程的特征线，Riemann不变量 314

§9.2 浅水波的KdV（Korteweg de Vries）方程和Boussinesq方程 320

§9.3 非线性的作用：波的变形 324

§9.4 粘性的作用，Burgers方程的求解 327

§9.5 频散的作用，KdV方程的求解，椭圆余弦波与孤立波 330

§9.6 能准确求解的其它非线性方程 339

§9.7 非线性波的波参数 350

§9.8 KdV方程求解的摄动法 353

§9.9 约化摄动法（reductive perturbation method） 355

§9.10 非线性项展开法（nonlinear terms expansion method） 364

§9.11 B？cklund变换 367

§9.12 散射反演法（inverse scattering method） 375

§9.13 非线性方程的守恒律 386

复习思考题 388

习题 389

§10.1 基本气流能量与扰动能量 395

第十章 大气中的能量平衡 395

§10.2 能量平衡方程 397

§10.3 基本气流动能与扰动动能的平衡方程 398

§10.4 基本气流有效位能与扰动有效位能的平衡方程 400

§10.5 能量间的相互转换 401

复习思考题 405

习题 405

第十一章 流动的稳定性 407

§11.1 稳定性的基本概念 407

§11.2 重力波的稳定度 409

§11.3 惯性重力波的稳定度 420

§11.4 Rossby波的稳定度 433

§11.5 临界层问题 450

§11.6 非线性稳定度 452

§11.7 常微分方程的稳定性理论 459

复习思考题 475

习题 476

第十二章 地转适应理论 479

§12.1 适应过程和演变过程的基本概念 479

§12.2 适应过程和演变过程的可分性 480

§12.3 适应过程的物理分析 483

§12.4 正压地转适应过程 486

§12.5 斜压地转适应过程 492

§12.6 天气形势变化的分解、演变过程和适应过程的联结 497

复习思考题 501

习题 501

第十三章 低纬大气动力学 504

§13.1 低纬大气运动的主要特征 504

§13.2 低纬大尺度运动的尺度分析 505

§13.3 低纬大气风场与气压场的关系 508

§13.4 低纬大气的惯性振动 509

§13.5 低纬大气Kelvin波 511

§13.6 低纬大气的一般线性波动 514

§13.7 积云对流加热参数化 521

§13.8 台风中惯性-重力内波的不稳定 525

§13.9 第二类条件不稳定（CISK）和台风的发展 527

§13.10 台风的结构 533

复习思考题 535

习题 535