現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)

內(nèi)容概要

本書為中國氣象局“九五”重點教材。全書介紹了現(xiàn)代天氣預(yù)報的若干最新技術(shù)，內(nèi)容包括：現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)、特點和趨勢；數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)；若干診斷量的分析應(yīng)用；基于統(tǒng)計學和人工智能的預(yù)報新技術(shù)；氣象衛(wèi)星和雷達探測的應(yīng)用以及天氣預(yù)報業(yè)務(wù)自動化等。    本書既注重基本原理的介紹，更側(cè)重于實于應(yīng)用技術(shù)的閱述，不但可作為高等院校大氣科學專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供廣大從事天報預(yù)報及相關(guān)領(lǐng)域的科研和業(yè)務(wù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論  1.1 現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和特點  1.2 現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)的發(fā)展趨勢  參考文獻第二章 數(shù)值預(yù)報及其產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)  2.1 概述  2.2 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的接收和處理  2.3 數(shù)值預(yù)報誤差的分析和訂正  2.4 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的定性應(yīng)用方法  2.5 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的定量應(yīng)用方法  2.6 綜合集成方法  2.7 我國中期數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的編報方法  參考文獻第三章 若干診斷量的分析應(yīng)用  3.1 Q矢量分析  3.2 位渦思想的應(yīng)用  3.3 條件性對稱不穩(wěn)定  3.4 強對流天氣分析預(yù)報中新近引入的幾個參數(shù)  參考文獻第四章 基于統(tǒng)計學和人工智能的現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)  4.1 多層遞階預(yù)報方法  4.2 灰色系統(tǒng)理論及其在天氣預(yù)報中的應(yīng)用  4.3 氣象預(yù)報專家系統(tǒng)  4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在天氣預(yù)報中的應(yīng)用  4.5 相似預(yù)報的人工智能方法  參考文獻第五章 氣象衛(wèi)星圖像資料的應(yīng)用  5.1 基本原理及簡單識別  5.2 云型分析及水汽邊界  5.3 鋒面、波動和中緯度氣旋  5.4 熱帶天氣的分析  5.5 對流尺度天氣的分析預(yù)報  5.6 應(yīng)用衛(wèi)星資料估計降水量  參考文獻第六章 天氣雷達圖像資料的應(yīng)用  6.1 基本原理  6.2 雷達回波的簡單識別及分析方法  6.3 雷達探測強雷暴  6.4 氣旋和鋒面降水的雷達探測  6.5 熱帶天氣系統(tǒng)的雷達探測  6.6 晴空回波的分析  參考文獻第七章 天氣預(yù)報業(yè)務(wù)自動化  7.1 氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)  7.2 天氣預(yù)報自動化智能系統(tǒng)  7.3 先進的天氣信息交互處理系統(tǒng)  參考文獻附錄：本書縮寫字母及代表意義

章節(jié)摘錄

　　實驗室模擬必須保證模式與實體之間保持動力學相似和熱力相似。它雖作了許多的近似和簡化，但仍很有用，它可用于檢驗有關(guān)大氣環(huán)流的性質(zhì)和各種假設(shè)（實驗中司對各種參數(shù)進行外部控制，便于作出對比）；能在較短時間內(nèi)測得模擬出的多年資料，司為長期數(shù)值預(yù)報提供很好的檢驗資料；它還能對云物理、邊界層大氣過程以及某些中小尺度環(huán)流進行成功的模擬。但由于地球大氣具有的層結(jié)性、可壓縮性和無限性，而且不同尺度系統(tǒng)間的相互作用和非線性關(guān)系，難以在有限的實驗室中實現(xiàn)；對復(fù)雜的地形和下墊面也無法進行精確的復(fù)制；旋轉(zhuǎn)地球?qū)Υ蟪叨却髿膺\動的β效應(yīng)和球面曲率影響.在無法脫離地球的實驗室內(nèi)是不能包括的，因此，要使實驗室模擬和真實大氣運動之間達到完全一致的動力與熱力相似是永遠不可能的。所以說，實驗室模擬具有難以克服的局限性?！　?shù)值模擬則開創(chuàng)了大氣科學研究方法的新紀元，成為大氣科學發(fā)展的必由之路?！　∮糜跀?shù)值模擬和數(shù)值預(yù)報的數(shù)值模式的主體部分是一組由連續(xù)方程、運動學方程、水汽方程、熱力學方程和狀態(tài)方程組成的方程組。制作數(shù)值預(yù)報的一般過程是：利用大型電子計算機對收集到的各種氣象信息進行檢誤和處理；進行客觀分析，即用數(shù)值計算方法，把分布不規(guī)則的氣象站點上的觀測數(shù)據(jù)處理到有規(guī)則分布的網(wǎng)格點上；以這些數(shù)據(jù)為初值，代入基本方程組，用數(shù)值時間積分方法，求出空間各網(wǎng)格點上未來時刻的氣象要素值，或根據(jù)要求作出某些專項的定量預(yù)報。　　數(shù)值預(yù)報和數(shù)值模擬的差異主要在于前、后處理略有不同，數(shù)值模擬通常用理想初始條件，而數(shù)值預(yù)報則必須用實時初始資料，但它們所用的主體數(shù)值模式和原理是一致的，所以在論及對大氣科學的貢獻時，常將它們混為一談?！　?shù)值模擬既是理論與實踐的結(jié)合，又是技術(shù)與應(yīng)用的結(jié)合，它是理論分析（對被模擬現(xiàn)象建立數(shù)學模式）、物理原則（按物理規(guī)律處理被模擬現(xiàn)象的物理過程）、計算方法（依計算數(shù)學理論和方法設(shè)計數(shù)值計算方案）、數(shù)值試驗（用電子計算機對模式方程組進行數(shù)值求解）和模式評價（分析檢驗?zāi)M結(jié)果）五位一體，既交叉又綜合的研究方法。它不受被模擬對象的空間、時間尺度約束，無論瞬變的小尺度湍流，還是行星尺度的氣候變化都可用以研究，這是實驗室模擬難以比擬的；它能對被模擬對象進行控制和區(qū)分研究，即既可用以研究一種復(fù)雜現(xiàn)象總體之間的相互作用，又可對復(fù)過程中某些因子的影響進行控制和對比試驗，既可模擬經(jīng)簡化的理想模式大氣，又可預(yù)報復(fù)雜的實際大氣演變。因此，數(shù)值模擬（數(shù)值預(yù)報）是一個非常理想的“數(shù)值實驗室”，是揭示大氣運動規(guī)律的有力武器。　　……

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