目 錄 第1章 引言 1 1.1 動(dòng)力氣象學(xué) 1 1.2 動(dòng)量守恒 3 1.3 非慣性參考系和“視示”力 7 1.4 靜態(tài)大氣的結(jié)構(gòu) 14 1.5 運(yùn)動(dòng)學(xué) 18 1.6 尺度分析 19 推薦參考文獻(xiàn) 20 習(xí)題 21 MATLAB練習(xí)題 22 第2章 基本守恒定律 24 2.1 全導(dǎo)數(shù) 24 2.2 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中動(dòng)量方程的矢量形式 27 2.3 球坐標(biāo)系中的分量方程 28 2.4 運(yùn)動(dòng)方程的尺度分析 31 2.5 連續(xù)方程 35 2.6 熱力學(xué)方程 38 2.7 干空氣熱力學(xué) 41 2.8 布辛涅斯克近似 44 2.9 濕空氣熱力學(xué) 45 2.9.1 相當(dāng)位溫 46 推薦參考文獻(xiàn) 50 習(xí)題 50 MATLAB練習(xí)題 51 第3章 基本方程組的初步應(yīng)用 52 3.1 P坐標(biāo)系中的基本方程組 52 3.2 平衡流 54 3.3 軌跡和流線 61 3.4 熱成風(fēng) 63 3.5 垂直運(yùn)動(dòng) 66 3.6 地面氣壓傾向 68 習(xí)題 70 MATLAB練習(xí)題 72 第4章 環(huán)流、渦度和位渦 74 4.1 環(huán)流定理 74 4.2 渦度 78 4.3 渦度方程 81 4.4 位渦 85 4.5 淺水方程 89 4.6 等熵坐標(biāo)系中的ERTEL位渦 93 推薦參考文獻(xiàn) 95 習(xí)題 96 MATLAB練習(xí)題 97 第5章 大氣波動(dòng)——線性擾動(dòng)理論 99 5.1 微擾動(dòng)方法 99 5.2 波動(dòng)的屬性 100 5.3 簡單波動(dòng)類型 106 5.4 重力慣性（浮力）波 112 5.5 旋轉(zhuǎn)層結(jié)大氣中的線性波動(dòng) 116 5.6 地轉(zhuǎn)適應(yīng) 121 5.7 羅斯貝波 123 推薦參考文獻(xiàn) 128 習(xí)題 128 MATLAB練習(xí)題 129 第6章 準(zhǔn)地轉(zhuǎn)分析 132 6.1 中緯度地區(qū)大氣環(huán)流的觀測結(jié)構(gòu) 132 6.2 準(zhǔn)地轉(zhuǎn)方程組的推導(dǎo) 139 6.3 準(zhǔn)地轉(zhuǎn)方程組的位渦推導(dǎo) 141 6.4 位渦思想 144 6.5 垂直運(yùn)動(dòng)（W）思想 153 6.6 斜壓擾動(dòng)的理想化模型 158 6.7 P坐標(biāo)系中的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)方程組 160 推薦參考文獻(xiàn) 161 習(xí)題 162 MATLAB習(xí)題 163 第7章 斜壓發(fā)展 165 7.1 靜力不穩(wěn)定性 165 7.2 正交模斜壓不穩(wěn)定性：兩層模式 167 7.3 斜壓波能量學(xué) 175 7.4 連續(xù)層結(jié)大氣的斜壓不穩(wěn)定性 182 7.5 中性波的增長和傳播 190 推薦參考文獻(xiàn) 195 習(xí)題 195 MATLAB練習(xí)題 196 第8章 行星邊界層 198 8.1 大氣湍流 198 8.2 湍流動(dòng)能 200 8.3 行星邊界層動(dòng)量方程組 202 8.4 二級(jí)環(huán)流與旋轉(zhuǎn)減弱 209 推薦參考文獻(xiàn) 213 習(xí)題 213 MATLAB練習(xí)題 214 第9章 中尺度環(huán)流 216 9.1 中尺度環(huán)流的能量來源 216 9.2 鋒和鋒生 217 9.3 對(duì)稱斜壓不穩(wěn)定 224 9.4 地形波 228 9.5 積云對(duì)流 234 9.6 對(duì)流風(fēng)暴 237 9.7 颶風(fēng) 242 推薦參考文獻(xiàn) 249 習(xí)題 249 MATLAB練習(xí)題 250 第10章 大氣環(huán)流 252 10.1 問題的本質(zhì) 253 10.2 緯向平均環(huán)流 254 10.3 角動(dòng)量收支 265 10.4 洛倫茲能量循環(huán) 271 10.5 時(shí)間平均氣流的緯向變化 275 10.6 低頻變化 279 10.7 大氣環(huán)流的數(shù)值模擬 284 10.8 氣候敏感性、反饋與不確定性 286 推薦參考文獻(xiàn) 289 習(xí)題 289 MATLAB練習(xí)題 290 第11章 熱帶大氣動(dòng)力學(xué) 291 11.1 大尺度熱帶環(huán)流的觀測結(jié)構(gòu) 292 11.2 大尺度熱帶運(yùn)動(dòng)的尺度分析 303 11.3 凝結(jié)加熱 307 11.4 赤道波動(dòng)理論 309 11.5 穩(wěn)定受迫赤道運(yùn)動(dòng) 314 推薦參考文獻(xiàn) 315 習(xí)題 316 MATLAB練習(xí)題 317 第12章 中層大氣動(dòng)力學(xué) 319 12.1 中層大氣的結(jié)構(gòu)與環(huán)流 320 12.2 中層大氣的緯向平均環(huán)流 322 12.3 垂直傳播的行星波 329 12.4 平流層爆發(fā)性增溫 332 12.5 赤道平流層中的波動(dòng) 336 12.6 準(zhǔn)兩年振蕩 341 12.7 示蹤成分的輸送 344 推薦參考文獻(xiàn) 348 習(xí)題 348 MATLAB練習(xí)題 349 第13章 數(shù)值模擬與預(yù)報(bào) 351 13.1 歷史背景 351 13.2 運(yùn)動(dòng)方程組的數(shù)值近似 352 13.3 正壓渦度方程的有限差分形式 359 13.4 譜方法 361 13.5 原始方程模式 366 13.6 資料同化 368 13.7 可預(yù)報(bào)性與集合預(yù)報(bào) 373 推薦參考文獻(xiàn) 377 習(xí)題 377 MATLAB練習(xí)題 378 附錄A 常用的常數(shù)和參數(shù) 381 附錄B 符號(hào)列表 382 附錄C 矢量分析 386 附錄D 濕度變量 389 附錄E 標(biāo)準(zhǔn)大氣數(shù)據(jù) 391 附錄F 對(duì)稱斜壓振蕩 393 附錄G 條件概率與似然 394 參考文獻(xiàn) 391