目录 1
第一章 基本方程 1
1.1 引言 1
1.2 运动方程 2
1.3 连续方程 4
1.4 状态方程 5
1.5 热力学第一定律 5
1.6 闭合方程组 6
1.7 （x,y,p,t）坐标系 7
1.8 涡度方程和散度方程 9
1.9 球面曲线坐标 11
1.10 普遍的曲线坐标系 12
1.11 地图投影 14
第二章 大气波动的简单类型 22
2.1 线性化方程组 22
2.2 垂直声波 24
2.3 水平声波和重力内波 26
2.4 表面重力波 29
2.5 重力惯性波 35
2.6 惯性振荡 36
2.7 罗斯比重力波 39
2.8 地转适应过程 45
第三章 尺度分析 53
3.1 引言 53
3.2 热力学变量 54
3.3 连续方程 56
3.4 水平运动方程 57
3.5 垂直运动方程 58
3.6 热力学第一定律 60
3.7 水平加速度 61
3.8 连续方程 61
3.9 气压坐标 63
3.10 辐散风 66
3.11 涡度方程 67
3.12 散度方程 69
3.13 热力学方程 70
3.14 ω方程 71
3.15 扰动展开 74
4.2 涡度 77
第四章 关于涡度和能量的积分关系 77
4.1 积分定理 77
4.3 能量关系 81
4.4 有效位能 86
4.5 涡度方程和散度方程 92
4.6 洛伦兹处理积分约束的方法 98
4.7 能量交换的观测事实 103
第五章 数值方法 105
5.1 有限差分和截断误差 105
5.2 线性计算不稳定性 107
5.3 向前时间差分 113
5.4 隐式方法 115
5.5 离散性、收敛性、稳定性、截断误差、一致性 121
5.6 稳定性分析的矩阵方法 123
5.7 张弛法 130
第六章 正压模式 135
6.1 相当正压模式 135
6.2 相当正压模式中的垂直速度 140
6.3 正压地转模式的能量学 141
6.4 正压不稳定性 142
第七章 斜压模式 149
7.1 引言 149
7.2 两层模式 152
7.3 摩擦对斜压不稳定性的作用 163
第八章 多层模式 172
8.1 引言 172
8.2 准地转ω方程 173
8.3 一般准地转方程组中的能量 178
8.4 非地转斜压模式 181
第九章 数值预报中引入水汽和辐射的问题 187
9.1 水汽守恒方程 187
9.2 修正的热力学方程 189
9.3 ω方程与降水率 190
9.4 数值模式中引入辐射热量输送 192
第十章 热带预报，对流的参数化 203
10.1 引言 203
10.2 热带气旋 206
10.3 热带预报模式 210
10.4 荒川的积云对流参数化方法 217
11.1 σ坐标系 222
第十一章 σ坐标系 222
11.2 能量关系 226
第十二章 平流格式和非线性不稳定性 229
12.1 引言，非线性不稳定性 229
12.2 波与波之间的能量交换 233
12.3 雅可比项的有限差分近似 235
12.4 拉格朗日方法 240
12.5 谱方法 247
第十三章 原始方程的积分 254
13.1 引言 254
13.2 有限差分格式 255
13.3 美国气象局的正压模式 261
13.4 美国气象局的斜压模式 263
13.5 交错网格系统 266
13.6 大气环流模式 270
13.7 海军的模式 274
第十四章 客观分析 285
14.1 客观分析概述 285
14.2 FNWC对标量资料的客观分析方法 289
14.3 三维分析 291
14.4 原始方程预报的初值问题 294
14.5 数值变分的客观分析方法 301
14.6 平滑和滤波 310
附录 319
数值分析和数值预报的例子 319
参考文献 338