作者：李丽平等
页数：164
出版社：科学出版社
出版日期：2021
ISBN：9787030684547
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书概述了大气环流学的发展历史和研究方法。重点介绍了优选月（季）平均风、压、温场的基本观测事实及相互联系，它们随纬度、高度、季节的变化及北、南半球问的差异，初步分析了它们的物理成因。用动力诊断方法，从大气中的角动量平衡、热量与水分平衡、动能平衡与能量循环等方面讨论了大气环流维持机制。结合中国科学院大气物理研究所两个大气环流模式，初步介绍了大气环流研究的数值模拟方法，还概要介绍了大气环流研究中的转盘试验方法。另外，本书重视培养学生的分析能力，对常用的大气环流基本分析方法，包括环流分解、谐波分析和球函数分析、平均经圈环流的质量流函数计算等方法，给出了简要介绍并编写了实习题目。本书适用于大气科学各专业及地学相关专业本科教学，也可供相关专业研究生、科研工作者及业务人员参考。
本书特色
选材范围、讲解深度均以方便学生在有限课时内入门和帮助学生学习为指导思想，为学生走向业务工作岗位或进一步深造奠定重要的专业背景知识
目录
目录
第二版前言
第一版前言
第1章绪论1
1.1大气环流与大气环流学1
1.2大气环流学的发展简史1
1.3大气环流学的研究方法7
第2章大气环流的基本观测事实9
2.1基本控制因子和基本制约关系9
2.1.1大气环流的基本控制因子10
2.1.2基本制约关系13
2.2环流分解15
2.2.1分解对象15
2.2.2分解式15
2.2.3分量性质16
2.2.4两类场序列的环流分解17
2.2.5物理量通量的分解18
2.3平均纬向环流和平均经圈环流19
2.3.1平均纬向环流([最])19
2.3.2平均经圈环流20
2.4平均水平环流25
2.4.1海平面气压场最及风场最25
2.4.2对流层中部平均环流28
2.4.3低平流层平均环流29
2.4.4中平流层顶平均环流30
2.5平均温度场32
2.5.1纬向平均气温场([最])32
2.5.2地面气温场(最)34
2.5.3对流层平均厚度场(最)35
2.5.4平流层平均厚度场(最)36
2.6地气系统辐射收支及热量交换37
2.6.1地气系统的辐射平衡38
2.6.2大气子系统与外界(地面、宇宙空间)的辐射、热量交换39
2.6.3地气系统辐射差额随纬度分布的不均匀性40
2.7总结42
第3章大气中的角动量平衡43
3.1角动量及相关物理定律43
3.2角动量连续方程44
3.3极冠区大气的角动量倾向方程46
3.4角动量平衡方程48
3.5P、F诊断结果49
3.6m诊断结果51
3.6.1u角动量输送51
3.6.2Ω角动量输送60
3.7完成角动量输送的环流系统62
3.8总结65
第4章大气中的热量平衡与水分平衡66
4.1热量66
4.2热量倾向方程67
4.3极冠区全热量平衡方程67
4.4纬向平均温度场的维持机制和诊断结果68
4.4.1[最]的维持机制68
4.4.2诊断结果70
4.5大气中的水分平衡80
4.6总结81
第5章大气中的动能平衡与能量循环82
5.1动能方程82
5.2有效位能方程85
5.3大气热机效率及特征速率估计86
5.4全球纬向平均动能Kz和涡动动能Ke方程87
5.5全球纬向平均有效位能Az和涡旋有效位能Ae方程89
5.6诊断分析结果90
5.7总结92
第6章大气环流数值模拟简介93
6.1理论基础与方法发展93
6.2数值模式简介95
6.2.1IAP GCM-2L模式简介95
6.2.2FGOALS模式简介100
6.3数值试验举例103
6.3.1试验方案103
6.3.2控制性试验结果104
6.3.3敏感性试验结果110
6.4总结116
第7章转盘试验简介117
7.1转盘试验装置118
7.2轴对称极赤温差下旋转流体自由运动的模拟119
7.3转盘试验的意义122
7.4总结123
参考文献124
附录气候位势高度场波谱定量分析127
1谐波分析方法及应用127
1.1谐波分析方法原理127
1.245°N的谐波分析129
1.345°NH方差贡献随高度、季节的变化131
2球函数分析方法及应用131
2.1球函数分析方法原理131
2.2北半球的球函数分析136
2.3北半球方差贡献随高度、季节的变化138
实习一北半球1月、7月500hPa气候高度场定常波强度分析140
实习二1月、7月40°N500hPa等压面气候高度场谐波分析142
实习三4月、10月平均经圈环流质量流函数计算及分析145
实习四三种再分析资料中北半球1月500hPa气候高度场及定常波分析148
实习五北半球1、7月300hPa瞬变波通量分量的计算和分析149
复习思考题150
第二版前言
第一版前言
第1章绪论1
1.1大气环流与大气环流学1
1.2大气环流学的发展简史1
1.3大气环流学的研究方法7
第2章大气环流的基本观测事实9
2.1基本控制因子和基本制约关系9
2.1.1大气环流的基本控制因子10
2.1.2基本制约关系13
2.2环流分解15
2.2.1分解对象15
2.2.2分解式15
2.2.3分量性质16
2.2.4两类场序列的环流分解17
2.2.5物理量通量的分解18
2.3平均纬向环流和平均经圈环流19
2.3.1平均纬向环流([最])19
2.3.2平均经圈环流20
2.4平均水平环流25
2.4.1海平面气压场最及风场最25
2.4.2对流层中部平均环流28
2.4.3低平流层平均环流29
2.4.4中平流层顶平均环流30
2.5平均温度场32
2.5.1纬向平均气温场([最])32
2.5.2地面气温场(最)34
2.5.3对流层平均厚度场(最)35
2.5.4平流层平均厚度场(最)36
2.6地气系统辐射收支及热量交换37
2.6.1地气系统的辐射平衡38
2.6.2大气子系统与外界(地面、宇宙空间)的辐射、热量交换39
2.6.3地气系统辐射差额随纬度分布的不均匀性40
2.7总结42
第3章大气中的角动量平衡43
3.1角动量及相关物理定律43
3.2角动量连续方程44
3.3极冠区大气的角动量倾向方程46
3.4角动量平衡方程48
3.5P、F诊断结果49
3.6m诊断结果51
3.6.1u角动量输送51
3.6.2Ω角动量输送60
3.7完成角动量输送的环流系统62
3.8总结65
第4章大气中的热量平衡与水分平衡66
4.1热量66
4.2热量倾向方程67
4.3极冠区全热量平衡方程67
4.4纬向平均温度场的维持机制和诊断结果68
4.4.1[最]的维持机制68
4.4.2诊断结果70
4.5大气中的水分平衡80
4.6总结81
第5章大气中的动能平衡与能量循环82
5.1动能方程82
5.2有效位能方程85
5.3大气热机效率及特征速率估计86
5.4全球纬向平均动能Kz和涡动动能Ke方程87
5.5全球纬向平均有效位能Az和涡旋有效位能Ae方程89
5.6诊断分析结果90
5.7总结92
第6章大气环流数值模拟简介93
6.1理论基础与方法发展93
6.2数值模式简介95
6.2.1IAP GCM-2L模式简介95
6.2.2FGOALS模式简介100
6.3数值试验举例103
6.3.1试验方案103
6.3.2控制性试验结果104
6.3.3敏感性试验结果110
6.4总结116
第7章转盘试验简介117
7.1转盘试验装置118
7.2轴对称极赤温差下旋转流体自由运动的模拟119
7.3转盘试验的意义122
7.4总结123
参考文献124
附录气候位势高度场波谱定量分析127
1谐波分析方法及应用127
1.1谐波分析方法原理127
1.245°N的谐波分析129
1.345°NH方差贡献随高度、季节的变化131
2球函数分析方法及应用131
2.1球函数分析方法原理131
2.2北半球的球函数分析136
2.3北半球方差贡献随高度、季节的变化138
实习一北半球1月、7月500hPa气候高度场定常波强度分析140
实习二1月、7月40°N500hPa等压面气候高度场谐波分析142
实习三4月、10月平均经圈环流质量流函数计算及分析145
实习四三种再分析资料中北半球1月500hPa气候高度场及定常波分析148
实习五北半球1、7月300hPa瞬变波通量分量的计算和分析149
复习思考题150
