目录 1
前言 1
第一章 引论 1
§1.1 地球物理流体 1
§1.2 大尺度大气和海洋流动的基本观测事实 3
§1.3 流体的密度和状态方程 8
§1.4 旋转效应 13
§1.5 层结效应 18
§1.6 地球流体的动力学等价性 26
§1.7 基本方程组 31
参考文献 36
第二章 无粘旋转流体的浅水理论 37
§2.1 浅水模式 37
§2.2 小振幅波 49
§2.3 准地转动力系统 71
§2.4 准地转罗斯贝波 83
§2.5 均匀纬向流中的罗斯贝波 92
§2.6 线性频散波理论 96
§2.7 罗斯贝波的反射 121
§2.8 罗斯贝波的共振相互作用 128
参考文献 145
第三章 旋转流体摩擦边界层 146
§3.1 湍流雷诺应力 146
§3.2 Ekman层 149
§3.3 虚摩擦很小时流体运动的奇性 155
§3.4 奇异摄动的“匹配法”和“伸长坐标法”在边界层理论中的应用 159
§3.5 倾斜面上的Ekman层 172
§3.6 自由面附近的Ekman层 182
§3.7 摩擦和地形作用下的准地转位势涡度方程 188
§3.8 Rossby波的磨擦衰减 197
§3.9 侧边界层 203
参考文献 212
第四章 海洋风生环境和热盐环流 213
§4.1 斯维尔特鲁普关系 217
§4.2 大洋西部强化的粘性理论和惯性理论 227
§4.3 大洋西部强化的斜压理论 253
§4.4 热盐环流 259
§4.5 风生-热盐环流 266
参考文献 276
第五章 旋转层结流体运动 277
§5.1 基本方程组和尺度分析 277
§5.2 层结流体的位涡方程 286
§5.3 层结流体中的Ekman层 291
§5.4 有效位能和层结流体中的能通量矢 296
§5.5 Rossby波的垂直结构 304
§5.6 群速和波射线 315
§5.7 地形和加热作用的大气驻波 322
§5.8 波动-纬向流的相互作用 330
§5.9 层结海洋中的地形波 337
§5.10 温跃层 347
参考文献 356
第六章 旋转流体的不稳定性理论 357
§6.1 线性不稳定理论 360
§6.2 经典特征波动的标准模方法 365
§6.3 决定相速和增长率范围的半圆定理 370
§6.4 斜压不稳定 376
§6.5 斜压不稳定的Eady模式 381
§6.6 斜压不稳定的Charney模式和临界层 389
§6.7 两层模式的斜压不稳定性 405
§6.8 稳定性研究的积分方法或能量法 417
§6.9 正压不稳定 442
§6.10 地球流体运动稳定性理论中的连续谱 453
§6.11 非线性不稳定性 476
参考文献 496
第七章 非线性地球流体力学引论 499
§7.1 引言 499
§7.2 大气中的多平衡态与阻塞形成 500
§7.3 副热带高压的非线性突变 513
§7.4 惯性重力波的非线性动力学 520
§7.5 非线性赤道波 534
参考文献 557
第八章 ENSO动力学 559
§8.1 ENSO的观测事实 559
§8.2 热带海温对风应力的响应 567
§8.3 热带大气环流对海洋加热的响应 577
§8.4 海气耦合的ENSO理论 589
参考文献 605