第一章 描写大气运动的基本方程组 9
1.1 全导数和局地导数 10
1.2 旋转参考系中运动方程的矢量形式 13
1.3 质量守恒定律——连续方程 23
1.4 状态方程、热力学能量方程、水汽方程 26
1.5 球坐标系中基本方程组 32
1.6 局地直角坐标系中基本方程组 43
1.7 闭合运动方程组，初始条件和边界条件 45
第二章 尺度分析与基本方程组的简化 48
2.1 尺度概念，大气运动的尺度分类 49
2.2 基本方程组的尺度分析 54
2.3 无量纲方程，动力学参数 67
2.4 β平面近似 71
2.5 静力平衡大气，p坐标系 72
第三章 自由大气中平衡流场 86
3.1 自然坐标系 86
3.2 平衡流场的基本型式与性质 93
3.3 地转风随高度的变化、热成风 102
3.4 地转偏差 106
4.1 环流与环流定理 109
第四章 环流定理、涡度方程和散度方程 109
4.2 涡度与涡度矢量方程 116
4.3 泰勒-普劳德曼定理 119
4-4 铅直涡度方程 120
4.5 p坐标系中的涡度方程和散度方程 126
4.6 位势涡度方程 130
第五章 大气行星边界层 137
5.1 大气运动的湍流特性和平均运动方程组 138
5.2 大气行星边界层及其特征 146
5.3 属性的湍流输送通量及其参数化 148
5.4 湍流运动发展的判据 152
5.5 近地面层风随高度的分布 156
5.6 埃克曼层风随高度的分布 160
5.7 埃克曼抽吸与旋转减弱 170
第六章 大气能量学 176
6.1 大气能量的主要形式 176
6.2 大气能量方程 179
6.3 静力平衡条件下大气中的能量转换 185
6.4 有效位能 194
6.5 大气中动能的消耗 198
6.6 实际大气中的能量循环 200
6.7 能量的转换过程 206
第七章 大气中的基本波动 211
7.1 波动的基本概念 212
7.2 微扰动法，基本方程组的线性化 223
7.3 声波和拉姆(Lamb)波 226
7.4 重力外波，重力惯性外波 234
7.5 重力内波，惯性内波，重力惯性内波 241
7.6 罗斯贝波 255
7.7 “噪音”与滤波 258
第八章 波包、群速与能量的传播 266
8.1 摄动法与多尺度方法 267
8.2 波包的传播，群速 276
8.3 罗斯贝波的频散，上游效应 285
8.4 非均匀波动，波作用量守恒 293
8.5 球面上罗斯贝波的经向频散，大圆理论 301
第九章 地转适应过程与准地转演变过程 307
9.1 大尺度运动过程的阶段性 308
9.2 正压大气中的地转适应过程 310
9.3 斜压大气中的地转适应过程 324
9.4 准地转运动的分类 330
9.5 准地转运动方程组 335
9.6 准地转位势倾向方程与ω方程 344
9.7 Q矢量，非热成风产生的二级环流的诊断 353
第十章 大气运动的稳定性理论 358
10.1 流体动力学稳定性概念 358
10.2 惯性不稳定 360
10.3 开尔文-赫姆霍兹不稳定 362
10.4 正压不稳定 366
10.5 斜压不稳定 370
第十一章 低纬度热带大气动力学 378
11.1 热带运动系统概述 378
11.2 热带大气运动的尺度分析 381
11.3 热带扰动的生成与发展 389
11.4 台风的结构及其发展 397
11.5 热带行星尺度波动 409
第十二章 非线性动力学基础 415
12.1 低阶动力学系统的轨迹特征及其稳定性 416
12.2 正压涡度方程的截谱模式与指数循环 430
12.3 Lorenz系统 435
12.4 非线性波动性质简述 442
附录一 物理常数 449
附录二 符号表 450