目 录 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 **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 2.9.1 相当位温46 **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��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 **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 **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(W)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 **参考文献161 习题162 MATLAB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 **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 **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 **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271 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 **参考文献289 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 **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329 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 **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 **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391