數值天氣預報基礎 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《數值天氣預報基礎》係統地講述瞭數值天氣預報的基本原理和方法，並適當介紹瞭近年來數值天氣預報領域中的一些新進展和新成果。《數值天氣預報基礎》分為八章，內容包括數值天氣預報的基礎知識、大氣運動的整體性質與能量約束關係、大氣中的波動、數值計算方法、正壓和斜壓原始方程模式、初始條件和邊界條件以及模式中的物理過程的處理方法等。
　　《數值天氣預報基礎》可作為高等院校氣象專業以及相關專業的本科生教材，也可作為氣象、海洋、水文等部門科研和業務人員的參考書。

目錄

前言
第一章 大氣運動方程組
§1.1 基本方程組
1.1.1 運動方程
1.1.2 連續方程
1.1.3 狀態方程
1.1.4 熱力學方程
1.1.5 水汽方程
1.1.6 閉閤方程組
§1.2 球坐標係方程組
§1.3 鉛直坐標變換
1.3.1 普遍鉛直坐標變換關係式
1.3.2 ρ坐標係
1.3.3 σ坐標係
1.3.4 θ坐標係
§1.4 地圖投影坐標係
1.4.1 地圖投影
1.4.2 地圖投影坐標係
§1.5 地圖投影放大係數
1.5.1 正形投影地圖放大係數
1.5.2 極射赤麵投影
1.5.3 Lambert投影
1.5.4 Mercator投影
§1.6 在Lambert投影地圖上計算網格點上的m值
第二章 大氣運動的整體性質與能量約束
§2.1 全球大氣的某些守恒性質
2.1.1 總質量守恒
2.1.2 絕熱大氣位溫與位溫平方守恒
2.1.3 絕熱無摩擦大氣總能量守恒
2.1.4 絕熱無摩擦大氣位渦和位渦擬能守恒
§2.2 靜力平衡對能量關係的約束
§2.3 戶坐標係中的能量方程
§2.4 σ坐標係中的能量方程
§2.5 Lorenz能量積分約束
第三章 大氣中的波動
§3.1 大氣中的混閤波解
3.1.1 基本方程
3.1.2 波解分析
§3.2 各種波動特徵
3.2.1 聲波
3.2.2 重力內波
3.2.3 慣性波
3.2.4 慣性重力內波
3.2.5 Rossby波
§3.3 正壓模式中的波動特徵
第四章 數值計算法
§4.1 有限差分和截斷誤差
§4.2 平流方程初值問題的數值解
4.2.1 指數增長解，綫性計算不穩定
4.2.2 穩定解、計算波、計算頻散
§4.3 相容性、收斂性、穩定性
§4.4 分析計算穩定性的方法
4.4.1 諧波分析法
4.4.2 能量法
§4.5 某些積分格式的性能和穩定性
4.5.1 顯式格式
4.5.2 隱式格式
4.5.3 是代格式——歐拉後差格式
4.5.4 二維平流方程的計算穩定性
4.5.5 階空間差分格式的計算穩定性
4.5.6 半隱式格式
§4.6 平滑與濾波
4.6.1 一維平滑
4.6.2 二維平滑
§4.7 非綫性計算不穩定
§4.8 橢圓型方程與張弛法
4.8.1 張弛法——同時張弛
4.8.2 張弛法——順序張弛
第五章 正壓原始方程模式
§5.1 曆史迴顧
§5.2 過濾模式
5.2.1 聲波與重力波的過濾
5.2.2 隹地轉正壓模式及其動力特徵
5.2.3 巨地轉正壓模式的數值解
§5.3 正壓原始方程組
§5.4 正壓原始方程模式的物理屬性
5.4.1 波動解
5.4.2 模式大氣的能量關係及其整體性質
§5.5 差分格式與地轉適應
§5.6 守恒空間差分格式的構造
5.6.1 一次、二次守恒的空間差分格式
5.6.2 正壓原始方程模式的二次守恒格式
5.6.3 正壓原始方程模式的總能量守恒格式
§5.7 正壓原始方程模式的計算方案
5.7.1 空間差分格式、初值和側邊界條件
5.7.2 時間積分方案
5.7.3 平滑
5.7.4 計算流程圖
第六章 斜壓原始方程模式
§6.1 模式方程組及其積分關係
6.1.1 模式方程組
6.1.2 積分關係
§6.2 變量配置與垂直差分格式
6.2.1 垂直分層與變量配置
6.2.2 垂直差分格式的構造
§6.3 水平氣壓梯度力的計算方法
6.3.1 在等壓麵坐標中計算水平氣壓梯度力
6.3.2 靜力扣除法
6.3.3 改善差分格式
§6.4 斜壓原始方程模式計算方案
6.4.1 控製方程組
6.4.2 差分方程組
6.4.3 邊界條件
6.4.4 時間積分方案
6.4.5 初值
6.4.6 物理過程
6.4.7 計算方案流程圖
第七章 初始條件與邊界條件
§7.1 初值形成的原理和方法
7.1.1 客觀分析
7.1.2 初值處理的必要性
7.1.3 資料同化‘
§7.2 靜力初始化方法
7.2.1 轉風初值
7.2.2 平衡初值
§7.3 動力初始化方法
7.3.1 動力迭代法
7.3.2 數字濾波法
§7.4 正規模初始化方法
7.4.1 綫性處理
7.4.2 非綫性處理
§7.5 變分初始化方法
7.5.1 變分原理簡介
7.5.2 約束極小化問題
7.5.3 變分平衡初值
§7.6 初始化方法的比較與存在的問題
§7.7 水平側邊界條件
7.7.1 幾種側邊界條件的試驗結果
7.7.2 幾種常用的水平側邊界條件
7.7.3 時變邊界條件
第八章 模式中物理過程的處理方法
§8.1 平均運動方程組和次網格過程
§8.2 大尺度凝結降水的計算方法
8.2.1 凝結函數法
8.2.2 是代法
§8.3 積雲對流參數化
8.3.1 基本理論
8.3.2 對流調整方案
8.3.3 郭曉嵐參數化方案
§8.4 邊界層過程的處理方法
8.4.1 邊界層參數化理論
8.4.2 整體邊界層參數化方案
8.4.3 高分辨率邊界層參數化方案
參考文獻

前言/序言

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提高效益，亦可謂“教學相長”。

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內容翔實、理論性強。

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