目录 1
绪论 1
第一章 大气的组成、结构和特性 1
§1.1 大气的成分 1
一、各成分的比例 1
二、几种成分在气象学上的作用 1
§1.2 大气的结构 5
一、大气的上界 5
二、大气的质量 5
三、大气的分层 6
§1.3 空气的状态方程 10
一、状态参数 10
二、干空气的状态方程 12
三、水汽的状态方程 14
四、湿空气的状态方程 14
一、湿度参数 16
§1.4 空气湿度 16
二、湿度和温度的关系 19
三、湿度的分布 20
第二章 大气静力学 22
§2.1 大气静力平衡方程 22
一、重力 22
二、静力学方程 24
三、静力学方程的应用 26
一、几种特性大气的压高公式 27
§2.2 压高公式 27
二、压高公式的应用 31
§2.3 重力位势 33
一、位势和位势米 33
二、等压面的位势高度 34
三、绝对位势和相对位势 37
§2.4 气压系统 38
一、气压形势图 38
二、气压系统随高度的变化 41
§2.5 气压的分布和局地变化 43
一、冬夏两季地面平均气压的分布 43
二、气压的时间变化 46
第三章 空气的水平运动 48
§3.1 大气运动方程 48
一、气压梯度力 49
二、地转偏向力 51
三、摩擦力 55
四、运动方程的形式 58
§3.2 地转风和梯度风 58
一、地转风公式 58
二、梯度风公式 61
三、梯度风的特点 64
四、地转风偏差 66
§3.3 热成风 67
一、热成风的意义 67
二、热成风公式 69
三、风随高度变化的基本类型 72
四、气旋区和反气旋区风随高度的分布 74
§3.4 摩擦层中的风 76
一、摩擦层中风的偏角 76
二、摩擦层中风随高度的变化 78
§3.5 连续方程 81
一、个别变化、局地变化和空间变化 81
二、连续方程的形式 83
三、散度的物理意义 86
§3.6 涡度 88
一、空气的水平涡旋运动 88
二、涡度平流与气压场的关系 91
§3.7 行星风、季风和地方性风 94
一、行星风带 94
二、季风 96
三、海陆风和山谷风 98
一、辐射的主要物理量 100
第四章 大气中的辐射过程 100
§4.1 辐射的基本定律 100
二、几条基本定律 104
§4.2 太阳高度角和可照时间 107
一、天球坐标 107
二、太阳高度角和方位角 109
三、可照时间 113
§4.3 太阳辐射的理论分布 115
一、太阳高度角与辐射通量密度的关系 115
二、太阳辐射日总量 118
三、太阳辐射理论分布的特点 119
§4.4 太阳辐射在大气中的削弱 121
一、大气的吸收和散射 121
二、大气透明度 123
§4.5 总辐射 127
一、到达地面的辐射总量 127
二、地面和云的反射率 130
一、地面辐射 131
§4.6 地球辐射 131
二、大气辐射和气层冷却率 132
三、地面有效辐射 134
§4.7 地球的辐射平衡 136
一、地面的辐射平衡 136
二、地气系统的辐射平衡 137
§4.8 地面平均气温的分布和变化 139
一、引起地面温度变化的因素 139
二、局地气温的日变化和年变化 140
第五章 大气热力学 145
§5.1 热力学第一定律 145
§5.2 干绝热过程 147
一、泊松方程 147
二、气温直减率 149
三、未饱和湿空气的绝热过程 150
四、位温与熵 151
五、凝结高度 154
§5.3 假绝热和湿绝热过程 156
一、湿绝热直减率 156
二、相当位温 161
三、假相当位温 162
四、假湿球位温 163
五、焚风 164
§5.4 大气静力稳定度 165
一、热力对流 165
二、干空气与未饱和湿空气的静力稳定度 167
三、饱和湿空气的静力稳定度 169
四、位温分布与稳定度 171
§5.5 不稳定能量 172
一、不稳定能的计算与图解 172
二、条件性不稳定 175
三、对流性不稳定 177
一、图解结构的原理 178
§5.6 温度对数压力图解的结构和应用 178
二、图解的应用 181
§5.7 大气中的逆温层 188
一、近地面层的逆温 188
二、自由大气中的逆温 189
§5.8 大气能量方程 192
一、干空气能量方程 192
二、湿空气能量方程 194
一、水分相变和潜热 197
第六章 大气水分循环 197
§6.1 水分相态的变化 197
二、相态平衡的热力学特性 200
§6.2 饱和水汽压 203
一、饱和水汽压公式 203
二、饱和水汽压的变化 205
三、不同曲率水滴的饱和水汽压 208
一、气柱可降水量 210
§6.3 大气中水汽含量和输送 210
二、水汽输送 212
§6.4 蒸发和水热平衡 213
一、蒸发速度 214
二、地面水量平衡 215
三、地面热量平衡 216
四、彭门公式和布德科公式 218
§6.5 凝结及其产物 219
一、凝结途径 219
二、凝结核的作用 221
三、地面和大气中的凝结物 222
§6.6 雾和云 224
一、雾的种类 224
二、云的形成和特征 226
三、云滴的下降速度 230
四、云滴的增长 231
一、由凝结函数计算降水量 235
§6.7 降水 235
二、降水的形式 237
三、地形对降水的影响 239
五、冰雹 242
§6.8 人工对局部水分的影响 244
一、降水 244
二、防雹 247
三、防霜 248
四、消雾 249
第七章 大气声光电 250
§7.1 大气中的声音 250
一、声波在大气中的传播速度 250
二、声波在大气中的传播路径 251
三、风对声波传播的影响 254
四、大气对声波的减弱作用 255
一、能见度的测定 256
§7.2 大气能见度 256
二、水平气象能见度 257
§7.3 天空颜色和曙暮光 259
一、天空的颜色 259
二、曙暮光 259
§7.4 大气折射和蜃景 262
一、大气光线路径 262
二、天文折射 264
三、天空的视扁度 266
四、星光闪烁 267
五、蜃景 268
§7.5 虹、晕、华 270
一、虹的形成 270
二、晕的形成 277
三、华的形成 282
一、晴天大气电场 284
§7.6 大气电场和雷暴电现象 284
二、闪电现象及其物理过程 286
三、雷暴电荷 288
四、雷暴 291
§8.1 大气遥感 293
一、主动遥感 293
第八章 雷达和卫星 293
§8.2 雷达探测原理 295
一、雷达的结构 295
二、被动遥感 295
二、雷达定位原理 296
三、雷达的主要参数 297
四、云、降水粒子对雷达波的散射 299
五、大气、云和降水对雷达波的衰减 303
六、雷达波折射对探测的影响 306
七、气象雷达方程 308
八、雷达测定降水率的原理 310
一、回波的类别 311
§8.3 雷达在大气探测中的应用 311
二、雷达在天气分析预报中的应用 314
三、雷达在云物理研究中的应用 315
四、气象多普勒雷达的应用 317
五、光、声雷达的应用 318
§8.4 气象卫星探测 319
一、气象卫星的观测特点 319
二、卫星轨道参数 320
三、卫星遥感大气温度 321
四、卫星云图的接收 324
五、卫星云图的种类 324
六、云图的识别 326
七、卫星云图在天气预报中的应用 328
第九章 天气 331
§9.1 气团和锋 331
一、气团及其变性 331
二、锋面坡度和速度 332
三、锋的种类、结构和天气 335
§9.2 气旋 339
一、温带气旋 339
二、热带气旋 340
四、雪 340
§9.3 反气旋 347
一、反气旋的种类 347
二、寒潮 348
§9.4 大气环流 349
一、决定大气环流的因素 349
二、实际大气环流 351
三、大气环流模式 355
§9.5 中小尺度天气系统 357
一、中小尺度天气系统的基本特征 357
二、飑线 358
三、雷暴高压 360
四、飑锋 360
五、下击暴流 362
六、龙卷 364
§9.6 数值天气预报简介 364
一、数值天气预报的产生 366
二、数值天气预报模式 367
三、我国的数值天气预报 370
第十章 气候 371
§10.1 气候的形成 371
一、辐射和环流的作用 371
二、海陆的作用 373
三、地形的作用 374
四、人类活动的作用 375
§10.2 气候变化 376
一、地质时代的气候变化 376
二、历史时期的气候变化 377
三、气候变化的原因 380
二、低纬度地区气候 383
一、地带性的意义 383
§10.3 地带性气候 383
三、中、高纬度地区气候 384
§10.4 局地气候 386
一、局地气候的形成 386
二、山区斜坡气候 387
三、森林气候 390
四、城市气候 392
§10.5 中国的季节 394
一、季节的划分 394
二、二十四节气的应用 395
§10.6 中国气候的特点 397
一、季风和雨季 397
二、各地区气候与农业 399
参考文献 405
编后语 407
附录 气象学上常用常数 408