动力气象学

第一章 大气运动的闭合方程组及其简化 1

1.1 旋转大气运动方程组的导出 1

1.2 大气运动方程组的简化 14

1.3 Boussinesq近似 23

1.4 边界条件 28

1.5 物理坐标系 30

思考题 43

习题 43

参考文献 44

第二章 大气中的涡旋运动——大气运动方程的变形形式 45

2.1 环流与涡度 45

2.2 大气运动方程的积分形式——环流定理 48

2.3 大气运动方程的微分形式（一）——涡度方程 53

2.4 大气运动方程的微分形式（二）——散度方程 59

2.5 大气运动方程的微分形式（三）——位涡度方程 61

2.6 位涡度方程的简化 64

2.7 大气运动方程的微分形式（四）——螺旋度方程 71

思考题 73

习题 73

参考文献 74

第三章 大气中的准地转运动 75

3.1 准地转运动的物理成因 75

3.2 造成非地转运动的因子 77

3.3 非地转运动向地转运动的调整——地转适应过程 81

3.4 准地转运动的分类 89

3.5 半地转运动 97

思考题 100

习题 100

参考文献 101

第四章 大气中的波动 103

4.1 波动的基本概念 103

4.2 小扰动法与标准波型法 113

4.3 大气中的基本波动及滤波方法 116

思考题 135

习题 136

参考文献 137

第五章 线性动力稳定性理论 138

5.1 动力稳定性概念 138

5.2 惯性不稳定 139

5.3 正压不稳定 141

5.4 斜压不稳定：连续模式 146

5.5 斜压不稳定：二层模式 152

5.6 非纬向气流的斜压不稳定 157

思考题 160

习题 161

参考文献 162

第六章 热带大气动力学 163

6.1 热带大气运动的尺度分析 163

6.2 热带波动 166

6.3 积云对流参数化 171

6.4 CISK理论及热带气旋的形成、发展 174

6.5 热源强迫的热带定常运动 180

思考题 185

参考文献 185

第七章 大气能量 187

7.1 大气中的主要能量形态 187

7.2 大气能量方程 189

7.3 有效位能 193

7.4 纬向平均运动和涡动运动的能量方程 195

7.5 影响能量变化的因子 199

7.6 大气能量转换的观测事实 203

思考题 205

习题 205

参考文献 206

第八章 大气边界层 207

8.1 大气边界层中风的垂直分布 208

8.2 Ekman层的抽吸作用与旋转减弱 214

8.3 半地转近似下的Ekman气流 218

思考题 223

习题 224

参考文献 225

第九章 非均匀介质中的缓变波动简介 226

9.1 多尺度法 226

9.2 WKB近似和缓变波列的性质 233

9.3 波射线 238

思考题 250

习题 250

参考文献 251

第十章 Rossby波 252

10.1 Rossby波的经向传播 252

10.2 Rossby波的垂直传播 254

10.3 Rossby波的能量守恒 256

10.4 Rossby波的波作用和拟能守恒 261

10.5 Rossby波与纬向气流的相互作用 264

10.6 Rossby波的反射和过反射 270

10.7 Rossby波的共振相互作用 274

思考题 280

参考文献 280

第十一章 非线性Rossby波 281

11.1 Burgers方程与KdV方程 282

11.2 Rossby孤立波 291

11.3 Rossby包络孤立波 296

11.4 Rossby偶极子（modon） 301

11.5 Rossby代数孤立波 303

11.6 强迫Rossby孤立波 308

思考题 316

参考文献 316

第十二章 非线性动力稳定性理论 317

12.1 弱非线性斜压不稳定 317

12.2 大气运动的分岔、突变 326

12.3 Loronz系统及混沌 331

12.4 大气中的多平衡态 338

思考题 343

参考文献 343

第十三章 锋生动力学理论 345

13.1 准地转锋生理论 345

13.2 半地转锋生理论 353

13.3 原始方程锋生理论 364

思考题 369

参考文献 369