中长期天气预报基础PDF电子书下载

目录第一篇 大气环流的基本知识第一章 大气环流的基本状况 1

第一节 决定大气环流的基本因子 1

一、太阳辐射能随纬度分布的不均匀性 二、地球自转 三、地球表面的不均匀性 四、基本气流的不稳定性 五、地面摩擦 六、太阳活动第二节 大气平均温度场 7

一、影响大气温度分布的主要因子 二、温度的平均经向分布 三、温度的平均水平分布第三节 平均纬向环流和平均经向环流 14

第四节 平均水平环流 15

一、平均海平面气压场 二、对流层中部的平均环流 三、平流层底部的平均环流 四、平流层中部的平均环流第五节 东亚季风和季节进程 22

一、蒙古高压（西伯利亚极地反气旋） 二、印度低压（南亚热低压）三、东亚季风区的季节进程第二章 对流层大气环流的异常及其表征方法 27

第一节 大型环流过程的天气学分型 27

一、中央气象台对亚欧高空环流的分型 二、北半球大气环流过程的天气学分型第二节 大气环流指数 41

一、整个北半球的大气环流指数 二、给定区域中的环流指数第三节 典型场分解 43

一、谐波分析法 二、切比雪夫正交多项式法 三、混合多项式法四、自然正交函数法第四节 平均图和距平图 59

第一节 指数循环 61

第三章 大型环流过程的演变规律 61

一、指数循环的概念及其一般特征 二、指数循环各阶段的天气学特征三、两支西风带的指数循环 四、指数循环的可能机制 五、环流指数的变化趋势及其预报第二节 西风带大型环流的调整 65

一、长波槽脊的移动与环流调整 二、长波槽脊的形成和破坏与环流调整 三、阻塞形势的形成和破坏与环流调整 四、冬半年南支西风气流上的长波调整第三节 副热带大型环流的调整 70

一、夏季副热带环流型 二、亚洲夏季副热带环流的调整第四节 上下游效应和能量频散原理 72

一、上下游效应 二、能量频散现象和群速度 三、能量频散的实质第五节 北半球大气环流型的转换规律 76

一、大型环流均匀过程的转换规律 二、大气环流型的季节承替规律三、大气环流的多年振动和环流纪 四、大气环流型年频数的相关性及其谱分析第四章 平流层大气环流的若干问题 85

第一节 平流层大气环流的季节变化 85

第二节 平流层大气环流的特征变化 86

一、平流层冬季的爆发性增温 二、赤道平流层东西风的准两年振荡三、冬季平流层暖中心的活动 四、极涡中心分裂 五、冬季平流层上部环流的变化第三节 平流层环流与对流层过程的联系 93

一、平流层冬季增温期间平流层和对流层中各主要等压面上环流指数的变化 二、平流因子和绝热因子对平流层温度变化的影响 三、300毫巴等压面与其上等压面位势高度变化的联系第五章 长期天气过程的物理性质 97

第一节 什么是长期天气过程？ 97

第二节 长期天气过程的全球性 98

第三节 长期天气过程的非绝热性 99

第四节 长期天气过程的主导系统 101

第五节 海洋和云的调节作用 103

第六节 长期天气预报的主要困难和发展途径 105

第二篇 中期天气预报第六章 中期环流形势预报的天气学方法 108

第一节 自然天气区域和自然天气周期 108

一、自然天气区域 二、自然天气周期第二节 综合周期和天气阶段 118

一、综合周期 二、天气阶段 三、热带大型环流和天气过程的中期变化第三节 天气过程模式 125

第四节 大型环流系统的活动规律 126

一、冬季100毫巴极地涡旋的活动规律 二、冬季500毫巴极地高压的若干特征 三、夏季100毫巴南亚高压的活动规律第七章 超长波调整与中期环流背景预报 136

第一节 从大气扰动中分离出超长波的方法 136

一、时间平均图 二、空间平均图 三、谐波分析 四、平流层等压面形势图第二节 超长波的结构 138

一、超长波垂直的结构 二、超长波振幅的经向分布 三、超长波的温度场与垂直运动场的配置第三节 超长波的活动及其与中期天气过程的联系 141

一、超长波的水平运动状态 二、超长波与指数循环 三、平流层极涡的崩溃和爆发性增温V四、阻塞过程第四节 超长波的若干动力学特性 142

一、模式方程和超长波的相速和振幅变化公式 二、大气斜压性、冷热源和大地形对超长波波速的作用 三、大气斜压性、冷热源和大地形对超长波振幅变化的作用第五节 超长波产生和维持的可能机制 148

一、稳定性理论讨论 二、数值实验分析第六节 超长波与其他尺度波动之间的关系 149

一、超长波与长波演变的空间分布 二、不同尺度扰动之间的能量交换第七节 超长波在中期预报中的应用 151

一、北半球100毫巴超长波分型及其在新疆春季寒潮天气过程预报中的应用 二、春季北半球中、高纬度100毫巴超长波与陕西多、少雨时段的关系第八章 大气物理量的中期变化 157

第一节 温压场的波谱分析 157

一、等压面高度场的波谱分析 二、等压面温度场的波谱分析第二节 其他物理量场的波谱分析 158

一、动能谱 二、物理量输送谱 三、能量转换谱第三节 大型天气过程转变中各种物理量谱的变化 168

一、环流形势变化过程 二、动能的波谱 三、角动量输送的波谱四、扰动位能的波谱 五、感热输送的波谱 六、平均位能与扰动位能转换的波谱第四节 一年四季角动量输送谱的周期变化及其在中期形势预报中的应用 172

一、角动量输送值的季节变化概况 二、角动量输送值的周期变化三、冬季环流形势的中期变化与角动量涡旋输送第九章 中期天气预报方法 175

第一节 寒潮的中期预报 175

一、我国寒潮的气候概况 二、导致寒潮爆发的大型天气过程特点三、寒潮中期预报方法概述第二节 台风的中期预报 179

一、台风的气候特征 二、大范围环流调整对台风路径的影响 三、台风路径的中期预报第三节 暴雨的中期预报 189

一、我国暴雨的气候概况 二、暴雨天气系统和特大暴雨过程 三、暴雨研究中的两种观点 四、暴雨中期预报方法第四节 春季低温连阴雨的中期预报 198

一、连阴雨的气候概况 二、连阴雨的大型环流形势分类及其形成过程三、连阴雨的中期预报方法第三篇 长期天气预报第十章 天气学长期预报方法的基本概念 202

第一节 自然天气季节 202

一、自然天气季节及其划分 二、东亚自然天气季节第二节 大型天气过程的相似性 210

一、相似性指标 二、相关相似分析应用第三节 大型天气过程的韵律活动 213

第四节 大型天气过程的位相序列 215

第五节 群众经验的验证和使用 216

第十一章 月平均环流特点和月预报 218

第一节 北半球月平均环流的季节变化 218

一、北半球平均西风的季节变化 二、月平均环流经向度的季节变化三、超长波的季节变化第二节 北半球副高带的季节变化 221

一、表征西太平洋副热带高压的一些特征量 二、500毫巴副高带的基本特征 三、高低层副热带环流与500毫巴副高的关系第三节 月平均环流与我国天气异常的关系 225

一、月平均环流与我国的气温 二、月平均环流与我国的降水第四节 月平均环流的预报 229

一、环流异常持续性的分析与预报 二、环流异常的承继关系 三、“方差分析法”的月平均环流预报第十二章 夏半年若干长期天气过程的天气气候学特征及其预报 236

第一节 我国东部地区汛期降水的气候特征 236

第二节 副热带环流与我国东部地区夏季降水的关系 236

一、夏半年副高位置与我国东部雨带移动的天气气候学规律 二、夏季西太平洋副高活动与我国东部地区雨型分布特征的关系及其预报第三节 梅雨天气过程的形成及其长期预报 241

一、梅雨研究的历史概况 二、梅雨研究的新进展 三、梅雨期、梅雨量的长期预报第四节 淮河流域夏季旱涝前期环流特征的分析与预报 244

一、淮河流域夏季旱涝的气候特点 二、淮河流域夏涝和夏旱的前期环流特征对比分析 三、预报方程的建立与验证第五节 造成东北地区夏季（5—9月）持续低温的长期天气过程 247

一、冷（暖）夏年北半球100毫巴环流的基本特征 二、冷（暖）夏年前期100毫巴环流演变的分析 三、造成冷（暖）夏年环流演变的物理过程讨论第十三章 海气相互作用及长期天气预报 254

第一节 海洋在长期天气过程中的重要性 254

一、具有天气气候意义的海洋特性 二、海洋在地球-大气系统热量平衡及水份平衡中的作用第二节 世界海洋大尺度特征的若干观测事实 257

一、海水的温度分布 二、海冰的种类与分布 三、洋流（又称海流）第三节 海气相互作用的事实与机制 263

一、低纬度信风区的海气相互作用 二、印度洋季风区的海气相互作用三、中纬度地区的海气相互作用 四、高纬度地区的海气相互作用第四节 海洋资料在长期天气预报中的应用 274

一、海温在降水预报方面的应用 二、海温在气温预报方面的应用三、海温在天气系统预报方面的应用第四篇 气候变化和超长期天气预报第十四章 各种尺度的气候变化 283

第一节 地质时代气候变迁概况 283

一、大冰期气候和大间冰期气候 二、第四纪的亚冰期和亚间冰期气候第二节 距今一万年以来世界气候的变化（历史时代的气候） 287

一、第一寒冷期 二、气候适宜期 三、气候副适宜期 四、气候副寒期 五、中世纪早期的温暖期（即第三温暖期） 六、小冰期（第四寒冷期）第三节 近五千年来中国气候的变化 293

一、第一温暖期的气候 二、第一寒冷期的气候 三、第二温暖期的气候 四、第二寒冷期的气候 五、第三温暖期的气候 六、第三寒冷期的气候 七、第四温暖期的气候 八、第四寒冷期的气候 九、明、清以来的气候变化 十、本世纪我国的气候变化（仪器观测 299

一、太阳辐射总量的变化 二、海陆分布的变化 三、环流因子 四、火山活动对气候的影响 五、人类活动对气候的影响 六、未来气候变化的趋势第十五章 太阳活动及其对地球大气过程的影响 318

第一节 太阳活动及其预测方法 318

一、太阳活动及其定量表征 二、太阳活动期间太阳光谱非定常部分的变化 三、太阳活动的周期性 四、太阳黑子活动的长期预告第二节 太阳活动对地球磁场和电离层的影响 333

一、地磁场和电离层的基本特征 二、太阳活动对电离层和地磁场的影响第三节 太阳活动对平流层大气过程的影响 341

一、太阳射电通量密度S10·7和行星磁扰指数Ap与平流层风场的联系二、太阳活动和冬季平流层增温 三、太阳活动与平流层上部（10毫巴）环流系统的联系第四节 太阳活动对对流层大气过程的影响 346

一、北半球对流层大气环流型的多年振动及其与太阳活动世纪周期的联系 二、北半球大气活动中心的多年变化及其与太阳活动磁周期的联系三、北半球对流层环流扰动与太阳高能质子流的联系 四、宇宙线对低层大气环流影响的可能机制第五节 太阳活动与天气气候 353

一、太阳活动与大气温度异常 二、太阳活动与大气降水异常 三、西太平洋台风年频数多年变化及其与大气环流和太阳活动的联系 四、宇宙线和气候变化第十六章 超长期天气预报和气候展望的方法 360

第一节 以大气环流多年演变规律为基础的超长期天气预报方法 360

一、大气环流型年频数的长期趋势 二、大气环流型年频数多年振动的周期分量 三、大气环流型年频数的相关韵律 四、环流型年频数的统计预报和我国旱涝趋势的超长期预告第二节 以大气活动中心多年演变规律为基础的超长期天气预报方法 368

第三节 利用太阳活动预报估计北半球大气环流异常及大范围旱涝趋势 370

第四节 我国近代气候振动的分析与展望 374

一、近140年来我国的气候振动 二、近百年来长江水情的变化 三、本世纪东亚大型天气过程的多年变化第五篇 中长期天气数值预报概论第十七章 中长期天气数值预报的物理基础 379

第一节 基本方程组 379

第二节 控制大尺度大气运动的主要物理过程及其参数化 380

一、非绝热加热作用 二、下垫面的热力影响 三、地形作用 四、行星边界层对大气运动的作用 五、边界条件问题第十八章 我国中期天气数值预报的试验 389

第一节 北半球三层初始方程模式 389

第二节 模式中引进辐射加热的计算方案 391

一、太阳辐射加热率的计算 二、长波辐射冷却率的计算 三、考虑云层影响的计算方案 四、实例试验结果第三节 模式中引进大尺度凝结降水的计算方案 395

一、大尺度凝结的计算方案 二、实例试验第四节 模式中引进下垫面感热和蒸发通量的计算方案 397

一、边界层中的感热交换和水汽输送 二、计算结果第五节 模式中引进地形作用的计算方案 400

一、各种方案概述 二、试验结果第六节 正压初始方程模式延伸预报的试验 402

第十九章 我国长期天气数值预报的试验 404

第一节 长期天气数值预报的滤波方法 404

一、物理基础 二、预报方法 三、试报结果第二节 长期天气数值预报的动力统计方法 414

一、基本方程和预报模式 二、动力学预报模式中物理参数的统计决定三、长期数值预报中用环流报环流的问题第二十章 天气预报质量及其经济效果的评定 421

第一节 以列联表为基础的预报质量评定方法 421

一、预报成功率 二、预报技术评分 三、相关系数和回归系数第二节 连续性变量预报的评分 425

一、连续性气象要素预报质量的评定 二、连续性气象要素场预报质量的评定 三、概率预报的质量评定第三节 以信息论为基础的预报评分 428

一、统计熵的概念 二、联合事件组的熵 三、条件熵 四、信息与信息比 五、用列联表求统计熵和信息 六、服从正态分布的随机变量x和y的相关系数R与信息Ⅰ（y｜ x）的关系第四节 天气预报经济效果的评定 435

一、两分类预报经济效果的评定和预报方法优劣的比较 二、三分类预报的经济效果的评定 三、使用单位的最佳决策参考文献 440