前言 1
第一章 动力系统的数学描述 1
1.1 系统与外界的关系 1
1.2 系统内的变量描述 3
1.3 系统微观动力学的描述 6
1.4 一维非线性系统的长期行为 8
1.5 天气系统的动力学行为和可预报性 9
1.6 系统内部动力学的分解分析 14
1.7 大气动力系统的相空间描述 16
1.8 系统宏观变量的数学描述 22
1.9 大气中宏观变量的数学描述 27
1.10 天气预报的两种方法 30
2.1 三个基本实验 33
第二章 大气环流和系统 33
2.2 实验模拟与实际大气 42
2.3 旋转地球上的经圈环流 48
2.4 海洋和大气中的异常结构 57
2.5 地球系统中的异常和各部分的作用关系 65
2.6 中高纬度环流形势 75
2.7 青藏高原的背风环流 77
第三章 对流理论和中尺度气象过程模拟 82
3.1 局地热对流的Lorenz系统 82
3.2 准地转平衡下的水平对流 87
3.3 中尺度气象过程的控制方程 91
3.4 三维中尺度气象过程的模拟 99
3.5 二维非定常中尺度气象过程的模拟 109
3.6 二维定常模式的实际应用 119
4.1 低空急流附近的垂直运动与降水 126
第四章 低层大气流型与对流天气 126
4.2 西南涡与江淮气旋及雷暴天气 133
4.3 台风倒槽内的区域大暴雨 140
4.4 地形摩擦对台风环流及移动的影响 147
4.5 台风前部龙卷风的特征和萌发条件 155
4.6 500hPa西北气流下冰雹发生的条件 162
第五章 非平衡热力学的基本原理 165
5.1 大气热力学中的基本概念 165
5.2 邻近平衡的线性区和远离平衡的非线性区 168
5.3 唯象关系和唯象系数 169
5.4 守恒定律和平衡方程 173
5.5 唯象关系在熵产生结构上的效应 180
5.6 最小熵产生原理 181
5.7 非线性热力学的特征 184
5.8 耗散结构 189
第六章 非平衡线性热力学在天气预报中的应用 195
6.1 大气系统中的熵平衡方程 195
6.2 能量平流和水汽通量散度对熵平衡的贡献及其天气学意义 201
6.3 定容等熵温度对熵平衡的贡献及其应用 206
6.4 熵平衡方程在天气预报中的完整形式 211
6.5 熵平衡方程在短时降水预报中的应用 212
6.6 一次间断暴雪过程的熵诊断分析 218
6.7 用熵平衡方程反算垂直速度和雨量 223
第七章 非线性热力学理论的应用 226
7.1 干空气下的超熵产生与江淮气旋的生成和发展 226
7.2 湿大气下的超熵产生 233
7.3 超熵产生在海上大风预报中的应用 237