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目录 1

第一章 绪言 1

1.1 尺度分析 1

1.2 基本作用力 3

1.3 非牛顿参考系和“视示”力 9

1.4 全微分 16

1.5 大气热力学 18

习题 19

推荐文献 20

第二章 动量方程 21

2.1 转动系统中矢量的全微分 21

2.2 转动坐标系中动量方程的矢量形式 22

2.3 球坐标系中的分量方程 23

2.4 运动方程的尺度分析 28

习题 33

推荐文献 33

第三章 水平运动方程的初步应用 34

3.1 地转风 34

3.2 平衡的曲线流动 38

3.3 轨迹和流线 45

3.4 地转风的垂直切变：热成风 48

习题 52

推荐文献 53

4.1 笛卡尔坐标系中的公式推导 54

第四章 连续方程 54

4.2 等压面坐标系的连续方程 56

4.3 垂直运动 58

4.4 ω和w之间的关系式 59

4.5 水平散度的计量 59

习题 60

第五章 环流与涡度 62

5.1 环流定理 62

5.2 涡度 66

5.3 位涡 70

5.4 涡度方程 74

5.5 涡度方程的尺度分析 78

习题 81

推荐文献 82

第六章 行星边界层 83

6.1 混合长度理论 83

6.2 埃克曼层方程 86

6.3 二级环流与旋转减弱 91

习题 96

推荐文献 96

第七章 中纬度天气尺度运动的诊断分析 98

7.1 中纬度天气系统的观测结构 98

7.2 等压面坐标系中的基本方程 105

7.3 诊断方程 106

7.4 发展的斜压系统的理想模式 120

习题 122

推荐文献 124

第八章 数值预报 125

8.1 历史背景 125

8.2 声波和重力波的过滤 127

8.3 过滤预报方程 131

8.4 单参数模式 134

8.5 两参数斜压模式 139

8.6 正压涡度方程的数值解法 147

8.7 原始方程模式 157

习题 167

推荐文献 168

9.1 小扰动法 170

第九章 大气振荡：线性小扰动理论 170

9.2 波的特性 171

9.3 声波 174

9.4 重力波：垂直稳定度 176

9.5 罗斯贝波 189

习题 191

推荐文献 193

第十章 中纬度天气系统的起源和运动 195

10.1 流体动力不稳定性 195

10.2 斜压不稳定性：气旋生成 197

10.3 斜压波的能量学 204

10.4 锋和锋生 213

习题 221

推荐文献 222

第十一章 大气环流 223

11.1 问题的本质 223

11.2 能量循环：一个准地转模式 225

11.3 动量收支 235

11.4 纬向对称环流动力学 241

11.5 大气环流的实验室模拟 247

11.6 数值模拟 256

11.7 平流层大气环流 269

习题 275

推荐文献 275

第十二章 热带运动系统 277

12.1 热带运动的尺度分析 278

12.2 积云对流 283

12.3 赤道地区大尺度运动的观测结构 294

12.4 赤道扰动的起源 307

12.5 热带气旋 313

习题 317

推荐文献 317

附录A 引用的常数 318

附录B 符号表 319

附录C 矢量分解成无旋部分与无辐散部分之和 323

附录D 相当位温 324

参考文献 326