微气象学PDF电子书下载

第一章　论大气湍流力学 Niels E．Busch 1

1.1　引言 1

1.2　运动方程 1

1.3　平均流方程 6

目录 9

序言 9

1.4　雷诺数相似 15

1.5　脉动流方程：闭合问题 17

1.6　能量收支 19

1.7　湿度订正 21

1.8　湍流谱：普适平衡假说 23

1.9　结束语 26

附录：近地边界层（近年来实验工作的评述） 27

1．A1.通量-廓线关系 28

1．A2.速度、温度和湿度谱 33

a．垂直速度谱 35

b．纵向速度谱 38

c．横向速度谱 41

e．速度谱的概括 42

d．谱的比值 42

f．温度谱 44

g．湿度谱 45

h．速度、温度和湿度协谱 46

1．A3.积分统计 47

1．A4.能量、方差、应力和热通量收支 51

1．A5.局地各向同性和惯性副区 52

符号表 55

正文参考文献 61

附录参考文献 63

第二章 大气近地面层的湍流输送 Joost A．Businger 69

2.1 引言 69

2.2　中性情况 71

a．对数廓线 71

b．卡曼常数 72

c．空气动力学平滑流 74

2.3　非绝热情况 75

a．稳定度参数的组成 75

b．通量-廓线关系 76

c．函数Ri（ζ）和α（ζ） 80

d．自由对流 81

e．临界理查孙数 86

f．Ricr的重要意义 88

g．湍流和重力波的相互作用 89

2.4　确定湍流通量的方法 90

a．海-气整体输送系数 90

b．热量和动量通量的确定 92

c．蒸发和微量成分的通量 95

符号表 99

参考文献 100

第三章 论近地面层湍流 John C．Wyngaard 105

3.1　引言 105

3.2　近地面的湍流通量 107

3.3　近地面层的相似性 113

3.4　渐近的尺度分析 116

a．局地自由对流的尺度分析 117

b．局地的与高度无关的（不包含z的）层结 123

3.5　动力学概况 126

a．局地自由对流 126

b．局地不包含z的层结 131

3.6　谱的特性 133

3.7 平均时间 141

3.8　实际的近地面层 147

符号表 153

参考文献 154

第四章　塔的微气象学 Hans A．Panofsky 157

4.1　引言 157

4.2　风的廓线 157

a．中性条件，均一地形 157

b．均一地形，非绝热条件 162

c．突变地形上的中性风廓线 164

4.3　温度廓线 168

a．均一地形 168

b．非均一地形 169

4.4　速度分量的方差 170

a．能量收支 170

b．垂直速度的方差 170

c．水平速度分量 171

b．垂直速度谱和温度谱的一般特征 173

a．高频谱 173

4.5　谱 173

c．水平风速分量谱 174

4.6　互谱 175

a．引言 175

b．不同变量之间的互谱 176

c．相同变量之间的互谱 176

符号表 179

参考文献 181

5.1 引言 183

第五章　行星边界层的相似律和尺度关系 H．Tennekes 183

5.2　中性正压边界层 184

a．速度亏损定律 184

b．墙壁定律 188

c．对数风速廓线 190

d．其它特性的尺度分析 193

e．大涡旋：转涡 195

5.3　浮力对热量输送的作用 199

a．相似定律的推广 200

b．自由对流的尺度分析 205

c．其它的尺度分析问题 211

d．热羽和转涡 215

5.4　结束语 216

符号表 219

参考文献 221

第六章 行星边界层的数值模拟 M．A．Estoque 223

6.1　引言 223

6.2　均一地形的定常行星边界层 225

6.3　均一地形的非定常行星边界层 238

6.4　非均一地形的定常行星边界层 246

6.5　非均一地形的非定常行星边界层 260

a．一维非均一性 260

b．二维非均一性 267

6.6　结束语 270

符号表 272

参考文献 274

第七章　行星边界层的三维数值模拟…………………………？ 276

James W．Deardorff 276

7.1 引言 276

7.2　用雷诺立体网格平均的控制方程 278

7.3　次网格闭合假设 280

a．二阶矩方程 281

b．用各向同性平均雷诺应力简化的理论 290

c．非线性涡动粘滞率近似 292

7.4　边界条件 293

a．侧边界 293

b．上边界 293

c．下边界 294

a．有限差分网格 296

7.5　有限差分法 296

b．非线性平流项 298

c．科里奥利项 299

d．次网格应力 299

e．泊松方程和气压 299

f．时间差分 300

g．截断误差 302

h．数值程序误差 304

i．初始条件 305

7.6　行星边界层三维数值研究的结果 306

7.7 回顾 311

7.8　应该如何看待边界层 312

符号表 313

参考文献 316

第八章　大气湍流的产生和大气污染物扩散的动力学模式的 319

建立 Coleman du P．Donaldson 319

8.1 引言 319

8.2　大气切变层方程 321

8.3　湍流切变层方程 329

8.4　模式的选择 338

8.5　模式参数的寻优 345

a．模式对自由切变流的应用 351

b．模式对边界层的应用 360

c．关于二阶模拟方法的一些评述 363

8.6　尺度Λ1的方程 364

8.7　二阶模式与K理论的关系 366

8.8　二阶模拟方法对于大气边界层的应用 379

8.9　总结和结论 393

符号表 393

参考文献 395