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第一章 引论1

1.1 地球大气的成分1

1.2 地球大气的垂直分层2

1.3 地球的运动及其对大气运动的影响4

1.4 引力和重力6

1.5 量纲分析法8

第二章 大气热力学9

2.1 气体状态方程9

2.3 比热10

2.2 气体膨胀所作的功10

2.4 热力学第一定律和位温11

2.5 热力学第二定律和熵12

2.6 理想气体的熵15

2.7 热力学图解16

2.8 湿空气的热力学性质19

2.9 湿空气热力学过程20

2.10 温度和湿度参量概述23

第三章 大气的垂直稳定度25

3.1 静力平衡25

3.2 干绝热和湿绝热温度直减率28

3.3 垂直稳定度判据——气块法29

3.4 不稳定能量和条件不稳定图解33

3.5 垂直稳定度判据——薄层法34

3.6 对流不稳定36

3.7 动力夹卷过程39

第四章 大气运动的基本方程42

4.1 作用于地球大气的基本作用力42

4.2 旋转坐标系中的虚拟力44

4.3 运动方程的矢量形式47

4.4 球坐标系中运动方程的分量形式51

4.5 标准坐标系中运动方程的分量形式53

4.6 β平面近似55

4.7 连续方程56

4.8 大气运动的基本方程组58

4.9 边界条件和初始条件59

4.10 气象上的常用坐标系60

4.11 自然坐标系中的水平运动方程66

第五章 自由大气中的平衡运动68

5.1 地转风68

5.2 热成风——地转风随高度的变化71

5.3 流线和轨迹74

5.4 梯度风76

5.5 旋衡风79

5.6 惯性风和惯性圆80

第六章 大气运动的尺度分析82

6.1 大气运动的分类及其特征量82

6.2 大气运动的无量纲方程83

6.3 大气运动的动力学参数86

6.4 运动方程组的平衡简化87

6.5 运动方程组的非平衡近似89

6.6 小参数展开法91

第七章 环流：涡度与涡度方程93

7.1 涡度93

7.2 环流95

7.3 正压和斜压97

7.4 力管98

7.5 环流理论99

7.6 角动量方程103

7.7 涡度方程106

7.8 涡度方程的简化108

7.9 浅水模型中的涡度方程110

7.10 位势涡度及位势涡度方程111

第八章 准地转位势倾向方程和ω方程115

8.1 水平风速场的特征115

8.2 散度方程和平衡方程116

8.3 准地转位势倾向(аф/аt)方程117

8.4 ω方程119

8.5 准无辐散模式121

8.6 垂直速度的近似计算122

9.1 大气中主要的能量形式124

第九章 大气中的能量关系124

9.2 能量的变化和守恒125

9.3 平均能量和扰动能量129

9.4 有效位能132

9.5 大气中的非绝热加热135

第十章 大气边界层138

10.1 气象要素的平均值和雷诺应力138

10.2 湍流交换系数和湍流通量140

10.3 混合长理论142

10.4 大气边界层及其风随高度的分布143

10.5 埃克曼边界层理论146

10.6 埃克曼抽吸和旋转衰减148

10.7 有摩擦的准地转动力学150

第十一章 大气中的波动154

11.1 波动的基本概念154

11.2 小扰动方法及方程组的线性化156

11.3 大气中的声波158

11.4 重力波160

11.5 惯性内波与惯性振荡164

11.6 重力惯性外波166

11.7 重力惯性内波167

11.8 可压缩大气中的波动171

11.9 罗斯贝波174

11.10 各种波动产生的条件及滤波175

第十二章 长波和超长波动力学179

12.1 长波的形成机理及其移速179

12.2 地形罗斯贝波181

12.3 群速度182

12.4 上游效应185

12.5 超长波及其尺度理论188

12.6 层结大气中的超长波190

12.7 超长波活动与中期天气演变192

第十三章 不稳定理论193

13.1 不稳定的概念193

13.2 扰动发展的能源194

13.3 惯性不稳定195

13.4 正压不稳定197

13.5 急流内不稳定200

13.6 斜压不稳定203

13.7 两层模式中的斜压不稳定206

13.8 扰动结构与斜压不稳定发展机制208

13.9 环境状况对斜压不稳定的影响210

13.10 非线性斜压不稳定213

13.11 重力惯性波的不稳定214

13.12 开尔文-亥姆霍尔兹不稳定218

第十四章 大气运动的地转适应过程221

14.1 问题的提出221

14.2 天气变化过程的阶段性——适应过程和发展过程222

14.3 正压大气的地转适应过程225

14.4 能量频散——地转适应的机制229

14.5 地转适应的尺度理论232

14.6 斜压大气中的地转适应过程234

14.7 准地转过程和准无辐散过程239

14.8 旋转适应过程240

第十五章 热带大气动力学244

15.1 热带大气运动的尺度分析244

15.2 罗斯贝-重力混合波248

15.3 开尔文波251

15.4 积云对流252

15.5 凝结加热及湿对流调整256

15.6 对流参数化方案259

15.7 第二类条件不稳定（CISK）和台风发展理论264

15.8 切变基本气流中的CISK268

15.9 热带辐合带（ITCZ）形成的动力学机理271

第十六章 平流层和中层大气动力学277

16.1 平流层和中层大气运动的基本特征277

16.2 大气臭氧层278

16.3 平流层和中层大气运动的能量283

16.4 平流层和中层大气运动方程组及其简化285

16.5 行星波的垂直传播288

16.6 平流层中的斜压不稳定290

16.7 准两年周斯振荡理论292

16.8 平流层爆发性增温296

16.9 平流层与对流层环流的相互影响300

第十七章 大气环流304

17.1 大气环流模型发展的回顾304

17.2 北半球大气环流的主要观测事实305

17.3 大气环流演变的遥相关309

17.4 控制大气环流状态的基本因子311

17.5 角动量平衡和输送313

17.6 对流层中的热量和水分平衡315

17.7 能量循环318

17.8 大气环流的内在统一320

第十八章 大气环流理论模拟322

18.1 大气环流数值模式322

18.2 大气环流的数值模拟结果326

18.3 土壤湿度和温度的影响329

18.4 雪盖和地面反照率的影响330

18.5 大气中二氧化碳含量增加的影响332

18.6 海洋的影响334

18.7 大气环流的实验模拟336

参考文献338