三维气候模拟引论PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第一章 引言 1

第二章 气候系统的物理描述 4

一、大气 4

1．大气成分 4

2．温度廓线 4

3．能量平衡 5

4．地面平均温度分布 7

5．大尺度环流型——三圈环流 7

6．海陆风和季风 12

二、海洋 13

1．海水成分 14

2．海温 15

3．海洋环流 17

三、海冰 20

1．全球海冰分布 20

2．海冰的形成和增长 21

3．海冰消融 24

4．海冰成分和特性 24

5．海冰外形 25

6．海冰盖率和移速 25

四、大气—海洋—海冰的相互联系 26

1．大气作用 26

2．海洋作用 28

3．大气—海洋相互联系的一个例子：EI Ni？o和南方涛动 28

4．海冰作用 29

第三章 基本模式方程组 32

一、基本方程组 32

1．动量守恒 32

2．质量守恒 38

3．热力学第一定律 39

4．状态方程 39

二、大气基本预报方程组的总结 41

三、垂直坐标系 41

四、大气和海洋动力学 44

1．涡度和散度方程 44

2．Rossby波动方程 46

3．斜压模式 48

五、早期大气环流模式 49

六、辐射和云过程 50

1．辐射：基本原理 51

2．辐射：物理定律 53

3．太阳辐射 57

4．净加热率或冷却率 59

5．云 61

6．降水和云过程 61

7．对流调整参数化 66

8．更加改进的积云对流方案 67

七、地面过程 68

1．地面边界层通量 68

2．地表面温度和水文学计算 70

八、海洋模式 73

九、准地转海洋环流模式 78

十、海冰模式 80

1．冰热力学 81

2．冰动力学 85

第四章 求解方程组的基本方法 91

一、有限差分 91

二、二维有限差分 95

三、谱方法 103

1．关于Fourier级数和积分的一般性质 105

四、谱表达式 108

五、谱变换技术 110

六、垂直方向的表达式 118

第五章 现代气候模拟的一些例子 121

3．平均经向风 123

2．平均纬向风 123

1．纬向平均温度 123

一、大气模拟 123

4．纬向平均垂直速度 125

5．近地层气温的地理分布 125

6．海平面气压的地理分布 127

7．300hPa纬向风的地理分布 128

8．降水的地理分布 128

9．模式之间的比较 129

二、海洋模拟 130

1．海洋环流 130

2．海洋热量输送 133

3．海平面高度和温度 136

4．准地转结果 136

三、海冰模拟 138

1．海冰厚度和垂直温度廓线 139

2．海冰厚度和密集度的地理分布 140

3．海冰移速的地理分布 142

4．威德尔冰穴 143

5．冰动力学对海冰模拟的影响 146

6．海冰模拟的成功与失败 147

四、大气、海洋、海冰耦合模拟 148

五、模拟小组 151

第六章 气候敏感性试验 153

一、古气候模拟 153

二、EI Ni？o和南方涛动的模拟 159

三、二氧化碳的气候模拟 163

四、核战争可能引起的气候效应 168

五、气候敏感性研究综述 171

第七章 展望 174

附录A 矢量算法 178

附录B Legendre多项式和Gauss求积 184

附录C 能量方程的推导 188

附录D 有限差分正压预报模式 190

附录E 谱变换方法 195

附录F 有限差分浅水波方程模式 216

附录G 大气环流模式方程 222

附录H 单位缩写 227

附录I 国际单位制（SI）的物理常数 229

附录J 换算表 229

附录K 希腊字母表 230

附录L 缩写词 230

参考文献 232