动力气象学PDF电子书下载

第一章 引论 1

1.1 地球大气的成分 1

1.2 地球大气的垂直分层 2

1.3 地球的运动及其对大气运动的影响 4

1.4 引力和重力 6

1.5 量纲分析法 8

第二章 大气热力学 9

2.1 气体状态方程 9

2.3 比热 10

2.2 气体膨胀所作的功 10

2.4 热力学第一定律和位温 11

2.5 热力学第二定律和熵 12

2.6 理想气体的熵 15

2.7 热力学图解 16

2.8 湿空气的热力学性质 19

2.9 湿空气热力学过程 20

2.10 温度和湿度参量概述 23

第三章 大气的垂直稳定度 25

3.1 静力平衡 25

3.2 干绝热和湿绝热温度直减率 28

3.3 垂直稳定度判据——气块法 29

3.4 不稳定能量和条件不稳定图解 33

3.5 垂直稳定度判据——薄层法 34

3.6 对流不稳定 36

3.7 动力夹卷过程 39

第四章 大气运动的基本方程 42

4.1 作用于地球大气的基本作用力 42

4.2 旋转坐标系中的虚拟力 44

4.3 运动方程的矢量形式 47

4.4 球坐标系中运动方程的分量形式 51

4.5 标准坐标系中运动方程的分量形式 53

4.6 β平面近似 55

4.7 连续方程 56

4.8 大气运动的基本方程组 58

4.9 边界条件和初始条件 59

4.10 气象上的常用坐标系 60

4.11 自然坐标系中的水平运动方程 66

第五章 自由大气中的平衡运动 68

5.1 地转风 68

5.2 热成风——地转风随高度的变化 71

5.3 流线和轨迹 74

5.4 梯度风 76

5.5 旋衡风 79

5.6 惯性风和惯性圆 80

第六章 大气运动的尺度分析 82

6.1 大气运动的分类及其特征量 82

6.2 大气运动的无量纲方程 83

6.3 大气运动的动力学参数 86

6.4 运动方程组的平衡简化 87

6.5 运动方程组的非平衡近似 89

6.6 小参数展开法 91

第七章 环流：涡度与涡度方程 93

7.1 涡度 93

7.2 环流 95

7.3 正压和斜压 97

7.4 力管 98

7.5 环流理论 99

7.6 角动量方程 103

7.7 涡度方程 106

7.8 涡度方程的简化 108

7.9 浅水模型中的涡度方程 110

7.10 位势涡度及位势涡度方程 111

第八章 准地转位势倾向方程和ω方程 115

8.1 水平风速场的特征 115

8.2 散度方程和平衡方程 116

8.3 准地转位势倾向(аф/аt)方程 117

8.4 ω方程 119

8.5 准无辐散模式 121

8.6 垂直速度的近似计算 122

9.1 大气中主要的能量形式 124

第九章 大气中的能量关系 124

9.2 能量的变化和守恒 125

9.3 平均能量和扰动能量 129

9.4 有效位能 132

9.5 大气中的非绝热加热 135

第十章 大气边界层 138

10.1 气象要素的平均值和雷诺应力 138

10.2 湍流交换系数和湍流通量 140

10.3 混合长理论 142

10.4 大气边界层及其风随高度的分布 143

10.5 埃克曼边界层理论 146

10.6 埃克曼抽吸和旋转衰减 148

10.7 有摩擦的准地转动力学 150

第十一章 大气中的波动 154

11.1 波动的基本概念 154

11.2 小扰动方法及方程组的线性化 156

11.3 大气中的声波 158

11.4 重力波 160

11.5 惯性内波与惯性振荡 164

11.6 重力惯性外波 166

11.7 重力惯性内波 167

11.8 可压缩大气中的波动 171

11.9 罗斯贝波 174

11.10 各种波动产生的条件及滤波 175

第十二章 长波和超长波动力学 179

12.1 长波的形成机理及其移速 179

12.2 地形罗斯贝波 181

12.3 群速度 182

12.4 上游效应 185

12.5 超长波及其尺度理论 188

12.6 层结大气中的超长波 190

12.7 超长波活动与中期天气演变 192

第十三章 不稳定理论 193

13.1 不稳定的概念 193

13.2 扰动发展的能源 194

13.3 惯性不稳定 195

13.4 正压不稳定 197

13.5 急流内不稳定 200

13.6 斜压不稳定 203

13.7 两层模式中的斜压不稳定 206

13.8 扰动结构与斜压不稳定发展机制 208

13.9 环境状况对斜压不稳定的影响 210

13.10 非线性斜压不稳定 213

13.11 重力惯性波的不稳定 214

13.12 开尔文-亥姆霍尔兹不稳定 218

第十四章 大气运动的地转适应过程 221

14.1 问题的提出 221

14.2 天气变化过程的阶段性——适应过程和发展过程 222

14.3 正压大气的地转适应过程 225

14.4 能量频散——地转适应的机制 229

14.5 地转适应的尺度理论 232

14.6 斜压大气中的地转适应过程 234

14.7 准地转过程和准无辐散过程 239

14.8 旋转适应过程 240

第十五章 热带大气动力学 244

15.1 热带大气运动的尺度分析 244

15.2 罗斯贝-重力混合波 248

15.3 开尔文波 251

15.4 积云对流 252

15.5 凝结加热及湿对流调整 256

15.6 对流参数化方案 259

15.7 第二类条件不稳定（CISK）和台风发展理论 264

15.8 切变基本气流中的CISK 268

15.9 热带辐合带（ITCZ）形成的动力学机理 271

第十六章 平流层和中层大气动力学 277

16.1 平流层和中层大气运动的基本特征 277

16.2 大气臭氧层 278

16.3 平流层和中层大气运动的能量 283

16.4 平流层和中层大气运动方程组及其简化 285

16.5 行星波的垂直传播 288

16.6 平流层中的斜压不稳定 290

16.7 准两年周斯振荡理论 292

16.8 平流层爆发性增温 296

16.9 平流层与对流层环流的相互影响 300

第十七章 大气环流 304

17.1 大气环流模型发展的回顾 304

17.2 北半球大气环流的主要观测事实 305

17.3 大气环流演变的遥相关 309

17.4 控制大气环流状态的基本因子 311

17.5 角动量平衡和输送 313

17.6 对流层中的热量和水分平衡 315

17.7 能量循环 318

17.8 大气环流的内在统一 320

第十八章 大气环流理论模拟 322

18.1 大气环流数值模式 322

18.2 大气环流的数值模拟结果 326

18.3 土壤湿度和温度的影响 329

18.4 雪盖和地面反照率的影响 330

18.5 大气中二氧化碳含量增加的影响 332

18.6 海洋的影响 334

18.7 大气环流的实验模拟 336

参考文献 338