中尺度大氣動(dòng)力學(xué)

前言

　　中尺度大氣動(dòng)力學(xué)是研究中尺度天氣系統(tǒng)和與其相聯(lián)系的嚴(yán)重災(zāi)害性天氣（如雷暴、暴雨、冰雹、龍卷、下?lián)舯┝鞯鹊龋┌l(fā)生、發(fā)展的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和預(yù)報(bào)理論及方法的學(xué)科。它是當(dāng)代大氣科學(xué)中最受人們關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，在大氣科學(xué)中占有重要的地位。本書(shū)是對(duì)這一領(lǐng)域的知識(shí)的概要介紹。全書(shū)共十章，從第一章至第十章依次討論的內(nèi)容為：中尺度運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組；中尺度地形性機(jī)械和熱力強(qiáng)迫環(huán)流；自由大氣中的重力波；中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性；中尺度對(duì)流風(fēng)暴動(dòng)力學(xué)；中尺度對(duì)流渦旋；鋒和急流；中尺度天氣的診斷分析；中尺度數(shù)值模擬；中尺度天氣過(guò)程實(shí)例的模擬和分析。內(nèi)容廣泛涉及當(dāng)今中尺度大氣動(dòng)力學(xué)研究中的主要問(wèn)題和領(lǐng)域。每章后都附有大量參考文獻(xiàn)，以便于查閱和進(jìn)一步的探究?！　”緯?shū)是在《中尺度天氣動(dòng)力學(xué)》（壽紹文編著，氣象出版社，1993年出版）一書(shū)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的，該書(shū)十多年來(lái)一直在很多高校和科研及業(yè)務(wù)單位廣泛使用。本書(shū)于2006年被教育部學(xué)位管理與研究生教育司推薦為“研究生教學(xué)用書(shū)”。值此出版的機(jī)會(huì)，我們將原書(shū)內(nèi)容作了大量的調(diào)整、修改、更新和充實(shí)，編寫(xiě)成研究生教學(xué)用書(shū)使其更適應(yīng)研究生教學(xué)以及科研及業(yè)務(wù)工作的需要。限于水平，書(shū)中難免有錯(cuò)誤和不足之處，熱忱希望大家指教，以便今后改正和改進(jìn)。

內(nèi)容概要

　　中尺度大氣動(dòng)力學(xué)是研究中尺度天氣系統(tǒng)和與其相聯(lián)系的嚴(yán)重災(zāi)害性天氣（如雷暴、暴雨、泳雹、龍卷、下?lián)舯┝鞯龋┌l(fā)生、發(fā)展的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和預(yù)報(bào)理論及方法的學(xué)科。它是當(dāng)代大氣科學(xué)中最受人們關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，在大氣科學(xué)中占有重要的地位?！堆芯可虒W(xué)用書(shū)：中尺度大氣動(dòng)力學(xué)》是對(duì)這一領(lǐng)域知識(shí)的概要介紹。全書(shū)共十章，從第一章至第十章依次討論的內(nèi)容為：中尺度運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組；中尺度地形性機(jī)械和熱力強(qiáng)迫環(huán)流；自由大氣中的重力波；中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性；中尺度對(duì)流風(fēng)暴動(dòng)力學(xué)；中尺度對(duì)流渦旋；鋒和急流；中尺度天氣的診斷分析；中尺度數(shù)值模擬；中尺度天氣過(guò)程實(shí)例的模擬和分析。內(nèi)容廣泛涉圾當(dāng)今中尺度研究中的主要問(wèn)題和研究領(lǐng)域。每章后都附有參考文獻(xiàn)，以便于查閱和進(jìn)一步的探究?！　　堆芯可虒W(xué)用書(shū)：中尺度大氣動(dòng)力學(xué)》內(nèi)容充實(shí)，簡(jiǎn)明扼要，說(shuō)理清楚，討論深入，可作為高等學(xué)校大氣科學(xué)本科生及研究生教材或氣象及相關(guān)學(xué)科的研究人員及業(yè)務(wù)人員研究、學(xué)習(xí)和工作的參考材料。

書(shū)籍目錄

第一章 中尺度運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組§1.1 大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的尺度劃分§1.2 中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征§1.3 包辛尼斯克（Boussinesq）近似方程組§1.4 滯彈性近似方程組參考文獻(xiàn)第二章 中尺度地形性機(jī)械和熱力強(qiáng)迫環(huán)流§2.1 地形波§2.2 尾流中的環(huán)流§2.3 城市熱島環(huán)流§2.4 海陸風(fēng)§2.5 山谷風(fēng)§2.6 復(fù)雜地形影響的數(shù)值模擬參考文獻(xiàn)第三章 自由大氣中的重力波§3.1 重力波的觀測(cè)特征及天氣背景§3.2 重力波的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)§3.3 重力波的結(jié)構(gòu)及其對(duì)天氣的影響§3.4 重力波的發(fā)生發(fā)展參考文獻(xiàn)第四章 中尺度大氣運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性§4.1 位勢(shì)不穩(wěn)定§4.2 第二類(lèi)條件性不穩(wěn)定§4.3 波動(dòng)型第二類(lèi)條件性不穩(wěn)定§4.4 慣性不穩(wěn)定§4.5 對(duì)稱(chēng)不穩(wěn)定§4.6 條件性對(duì)稱(chēng)不穩(wěn)定§4.7 開(kāi)爾文－赫姆霍茨不穩(wěn)定參考文獻(xiàn)第五章 中尺度對(duì)流風(fēng)暴動(dòng)力學(xué)§5.1 描述大氣對(duì)流的理論模式§5.2 風(fēng)垂直切變對(duì)對(duì)流風(fēng)暴傳播和發(fā)展的作用§5.3 環(huán)境熱力和動(dòng)力條件對(duì)對(duì)流風(fēng)暴的綜合影響§5.4 風(fēng)垂直切變對(duì)雷暴的組織和分裂作用§5.5 龍卷風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)和生成§5.6 颮線的結(jié)構(gòu)及理論模型§5.7 雷暴對(duì)大尺度環(huán)境的反饋?zhàn)饔脜⒖嘉墨I(xiàn)第六章 中尺度對(duì)流渦旋§6.1 中尺度對(duì)流渦旋的衛(wèi)星和雷達(dá)觀測(cè)§6.2 MCV的結(jié)構(gòu)和特征§6.3 MCV發(fā)生發(fā)展的條件§6.4 垂直切變與MCV的關(guān)系§6.5 MCV的概念模型參考文獻(xiàn)第七章 鋒和急流§7.1 鋒的結(jié)構(gòu)§7.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)和熱力學(xué)鋒生§7.3 動(dòng)力學(xué)鋒生§7.4 制約鋒生的因子§7.5 鋒面橫向次級(jí)環(huán)流§7.6 急流§7.7 邊界層中尺度鋒參考文獻(xiàn)第八章 中尺度天氣的診斷分析§8.1 中尺度診斷分析基礎(chǔ)§8.2 中尺度診斷和預(yù)報(bào)方程§8.3 矢量分析§8.4 位渦分析§8.5 螺旋度分析§8.6 大氣穩(wěn)定度分析參考文獻(xiàn)第九章 中尺度數(shù)值模擬§9.1 中尺度數(shù)值模擬概述§9.2 中尺度數(shù)值模式MM5簡(jiǎn)介§9.3 WRF模式簡(jiǎn)介§9.4 ARPS模式簡(jiǎn)介參考文獻(xiàn)第十章 中尺度天氣過(guò)程實(shí)例的模擬和分析§10.1 2003年7月5日江淮暴雨過(guò)程的模擬和分析§10.2 2002年8月16日啟東局地暴雨過(guò)程的模擬和分析§10.3 2004年7月12日南通強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的模擬和分析§10.4 臺(tái)風(fēng)“麥莎”北上變性及降水過(guò)程的模擬和分析§10.5 2005年12月山東半島強(qiáng)降雪過(guò)程的模擬和分析§10.6 2006年4月9－11日北方沙塵暴天氣的模擬和分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　中尺度運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組　　不同尺度的大氣運(yùn)動(dòng)具有不同的特征，并遵循不同的規(guī)律。本章將討論中尺度大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的定義、中尺度運(yùn)動(dòng)的基本特征以及中尺度運(yùn)動(dòng)的控制方程組?！　　?.1　大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的尺度劃分　　大氣環(huán)流是極為復(fù)雜的，它包含著從湍流微團(tuán)到超長(zhǎng)波等各種尺度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。不同尺度的系統(tǒng)具有不同的物理性質(zhì)，因此為了便于研究須將它們進(jìn)行分類(lèi)。尺度分類(lèi)通常有經(jīng)驗(yàn)、理論和實(shí)用（或幾何）三種分類(lèi)方法?！　∪藗?cè)谠缙谥饕唇?jīng)驗(yàn)分類(lèi)，并得出了經(jīng)典的三段分類(lèi)，即把天氣系統(tǒng)劃分為大尺度、中尺度和小尺度三類(lèi)（其空間尺度分別為106m、105m和104m，時(shí)間尺度分別為105s、104s和103s）。對(duì)于小尺度系統(tǒng)（如雷暴、龍卷等）和大尺度系統(tǒng)（如氣旋、反氣旋、鋒等）人們根據(jù)長(zhǎng)期的單站觀測(cè)和常規(guī)天氣圖分析的經(jīng)驗(yàn)，很早就有了明確的概念。而關(guān)于中尺度系統(tǒng)（如颮線、中氣旋等）的概念則是在進(jìn)行了很多比較細(xì)致的天氣圖分析，特別是在有了雷達(dá)等探測(cè)工具之后才建立起來(lái)的。Ligda（1951）最早提出“中尺度”這一概念。他根據(jù)對(duì)降水系統(tǒng)進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)所積累的經(jīng)驗(yàn)指出，有些降水系統(tǒng)太大以致不能由單站觀測(cè)全，有些又太小以致即使在區(qū)域天氣圖上也不能顯現(xiàn)。他建議把具有這種尺度的系統(tǒng)稱(chēng)為“中尺度”系統(tǒng)。自此以后，“中尺度”這一介于大尺度和小尺度之間的特殊尺度的名稱(chēng)和概念便逐漸得到公認(rèn)。目前，“中尺度”一般被描述性地定義為時(shí)間尺度和水平空間尺度比常規(guī)探空網(wǎng)的時(shí)空密度小，但比積云單體的生命期及空間尺度大得多的一種尺度。也就是說(shuō)，其水平尺度約為幾十千米至幾百千米，時(shí)間尺度約為幾小時(shí)至十幾小時(shí)?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《中尺度大氣動(dòng)力學(xué)》是在《中尺度天氣動(dòng)力學(xué)》（壽紹文編著，氣象出版社，1993年出版）一書(shū)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的，該書(shū)十多年來(lái)一直在很多高校和科研及業(yè)務(wù)單位廣泛使用?！吨谐叨却髿鈩?dòng)力學(xué)》于2006年被教育部學(xué)位管理與研究生教育司推薦為“研究生教學(xué)用書(shū)”。全書(shū)共十章，內(nèi)容包括：中尺度運(yùn)動(dòng)的特征及控制方程組；中尺度地形性機(jī)械和熱力強(qiáng)迫環(huán)流；自由大氣中的重力波等。每章后都附有大量參考文獻(xiàn)，以便于查閱和進(jìn)一步的探究。





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