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第1章 引言 1

1.1 动力气象学 1

1.2 动量守恒 3

1.3 非惯性参考系和视示力 7

1.4 静态大气的结构 14

1.5 运动学 18

1.6 尺度分析 19

推荐参考文献 20

习题 21

MATLAB练习题 22

第2章 基本守恒定律 24

2.1 全导数 24

2.2 旋转坐标系中动量方程的矢量形式 27

2.3 球坐标系中的分量方程 28

2.4 运动方程的尺度分析 31

2.5 连续方程 35

2.6 热力学方程 38

2.7 干空气热力学 41

2.8 布辛涅斯克近似 44

2.9 湿空气热力学 45

推荐参考文献 50

习题 50

MATLAB练习题 51

第3章 基本方程组的初步应用 52

3.1 p坐标系中的基本方程组 52

3.2 平衡流 54

3.3 轨迹和流线 61

3.4 热成风 63

3.5 垂直运动 66

3.6 地面气压倾向 68

习题 70

MATLAB练习题 72

第4章 环流、涡度和位涡 74

4.1 环流定理 74

4.2 涡度 78

4.3 涡度方程 81

4.4 位涡 85

4.5 浅水方程 89

4.6 等熵坐标系中的Ertel位涡 93

推荐参考文献 95

习题 96

MATLAB练习题 97

第5章 大气波动——线性扰动理论 99

5.1 微扰动方法 99

5.2 波动的属性 100

5.3 简单波动类型 106

5.4 重力惯性（浮力）波 112

5.5 旋转层结大气中的线性波动 116

5.6 地转适应 121

5.7 罗斯贝波 123

推荐参考文献 128

习题 128

MATLAB练习题 129

第6章 准地转分析 132

6.1 中纬度地区大气环流的观测结构 132

6.2 准地转方程组的推导 139

6.3 准地转方程组的位涡推导 141

6.4 位涡思想 144

6.5 垂直运动思想 153

6.6 斜压扰动的理想化模型 158

6.7 p坐标系中的准地转方程组 160

推荐参考文献 161

习题 162

MATLAB练习题 163

第7章 斜压发展 165

7.1 静力不稳定性 165

7.2 正交模斜压不稳定性：两层模式 167

7.3 斜压波能量学 175

7.4 连续层结大气的斜压不稳定性 182

7.5 中性波的增长和传播 190

推荐参考文献 195

习题 195

MATLAB练习题 196

第8章 行星边界层 198

8.1 大气湍流 198

8.2 湍流动能 200

8.3 行星边界层动量方程组 202

8.4 二级环流与旋转减弱 209

推荐参考文献 213

习题 213

MATLAB练习题 214

第9章 中尺度环流 216

9.1 中尺度环流的能量来源 216

9.2 锋和锋生 217

9.3 对称斜压不稳定 224

9.4 地形波 228

9.5 积云对流 234

9.6 对流风暴 237

9.7 飓风 242

推荐参考文献 249

习题 249

MATLAB练习题 250

第10章 大气环流 252

10.1 问题的本质 253

10.2 纬向平均环流 254

10.3 角动量收支 265

10.4 洛伦兹能量循环 270

10.5 时间平均气流的纬向变化 275

10.6 低频变化 279

10.7 大气环流的数值模拟 284

10.8 气候敏感性、反馈与不确定性 286

推荐参考文献 288

习题 289

MATLAB练习题 290

第11章 热带大气动力学 291

11.1 大尺度热带环流的观测结构 292

11.2 大尺度热带运动的尺度分析 303

11.3 凝结加热 307

11.4 赤道波动理论 309

11.5 稳定受迫赤道运动 314

推荐参考文献 315

习题 316

MATLAB练习题 317

第12章 中层大气动力学 319

12.1 中层大气的结构与环流 320

12.2 中层大气的纬向平均环流 322

12.3 垂直传播的行星波 330

12.4 平流层爆发性增温 332

12.5 赤道平流层中的波动 336

12.6 准两年振荡 341

12.7 示踪成分的输送 344

推荐参考文献 348

习题 348

MATLAB练习题 349

第13章 数值模拟与预报 351

13.1 历史背景 351

13.2 运动方程组的数值近似 352

13.3 正压涡度方程的有限差分形式 359

13.4 谱方法 361

13.5 原始方程模式 366

13.6 资料同化 368

13.7 可预报性与集合预报 373

推荐参考文献 377

习题 377

MATLAB练习题 378

附录A 常用的常数和参数 381

附录B 符号列表 382

附录C 矢量分析 386

附录D 湿度变量 389

附录E 标准大气数据 391

附录F 对称斜压振荡 393

附录G 条件概率与似然 394

参考文献 396