An Introduction to Dynamic Meteorology

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作者:J.R. Holton
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isbn号码:9780123543554
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  • 科学
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  • 气象学
  • 动力气象学
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具体描述

气象学概论:理解我们星球的大气运动 作者:[此处留空,或使用假设的作者名] 出版社:[此处留空,或使用假设的出版社名] --- 内容概述: 本书旨在为初学者和有志于深入了解气象学和大气科学领域的读者,提供一个全面而严谨的入门导论。不同于侧重于动力学模型或复杂数值模拟的专业著作,《气象学概论》将重点放在构建坚实的基础知识体系上,确保读者能够透彻理解驱动我们天气和气候系统的基本物理原理、观测方法以及天气现象的成因。 全书结构清晰,内容涵盖了大气结构与组成、辐射平衡、流体力学基础、热力学过程,直至宏观尺度的环流模式和天气系统的形成。本书强调概念的清晰阐释和物理图像的建立,而非过度依赖复杂的数学推导,使读者能够有效地将理论知识应用于实际的天气分析与预报理解之中。 --- 章节详述: 第一部分:大气基础与观测 第一章:大气的构成与结构 本章首先介绍了地球大气层的历史演变和当前的化学成分,重点讨论了水汽、臭氧等微量气体在气候系统中的关键作用。随后,系统地剖析了大气层的垂直分层——从对流层到热层,详细解释了每一层中温度随高度变化的机制,特别是对流层顶的动力学意义。同时,本章也会介绍气压的概念、单位以及气压场的水平和垂直分布规律。 第二章:辐射传输与能量平衡 理解地球系统的能量收支是气象学的核心。本章深入探讨了太阳辐射的性质、地球吸收和反射的机制,并详细介绍了温室效应的物理基础。我们将分析大气对长波辐射和短波辐射的吸收、散射和透过过程,并阐述地气系统的辐射平衡是如何决定全球平均温度的。对于净辐射的概念及其在不同地表条件下的差异也将进行详细讨论。 第三章:气象观测技术与数据处理 本章转向实际操作层面,介绍了现代气象观测系统的发展历程和当前的主流技术。内容包括地面观测站(温、压、湿、风的测量)、探空气球(探空图的绘制与分析)、雷达气象学(多普勒效应在风场和降水测量中的应用),以及卫星遥感技术(可见光、红外和微波通道的工作原理及其在云层和水汽监测中的优势)。本章还将简要介绍数据质量控制和初步数据可视化方法。 --- 第二部分:大气热力学与微观过程 第四章:理想气体定律与静力平衡 本章是理解大气运动力学的基础。我们将复习理想气体定律在气象学中的应用形式,重点关注气压方程(静力平衡方程)的推导及其物理意义——即大气上覆空气重量与气压梯度力之间的平衡。此外,还将讨论位势高度的概念及其在高度层分析中的重要性。 第五章:大气湿过程与水循环 水是天气现象的决定性因素。本章聚焦于大气中的相变过程。内容包括:绝对湿度、比湿、露点温度、饱和水汽压的概念与计算;湿空气的混合过程;以及湿空气上升时的冷却机制,如干绝热递减率和湿绝热递减率的对比。本章还将详细讲解凝结、凝华和霜冻的形成条件,以及云的分类与微物理过程的初步介绍。 第六章:大气稳定度分析 大气是否容易发生垂直运动,是判断天气发展潜力的关键。本章引入了对流有效位能(CAPE)、辛普森指数(SI)等稳定度指标。通过对环境大气温度廓线与标准上升气块轨迹的对比,系统教授读者如何利用探空图(Skew-T log-P图)来判断大气的稳定、中性或不稳定状态,并解释这些状态如何预示着晴好天气或对流性天气的发生。 --- 第三部分:动力学基础与环流 第七章:流体力学基础与运动方程的引入 本章将引入描述空气运动的矢量概念。重点讲解科里奥利力(Coriolis Force)的产生机制及其对水平运动的影响,特别是在中高纬度和低纬度的差异。此外,还将介绍地转平衡和梯度风平衡的概念,解释风场是如何与气压梯度力、科里奥利力相平衡的,为后续理解大尺度环流奠定基础。 第八章:水汽输送与地转风 在理解了基础力学平衡后,本章将探讨实际大气中非平衡状态下的风场,即是否存在摩擦力或压力梯度和科里奥利力之外的其他力。重点分析行星边界层内的风切变以及风廓线的特征。同时,本章将首次引入“涡度”的概念,为理解气旋和反气旋的形成做铺垫。 第九章:全球大气环流与气候带 本章将视角从局地扩展到全球尺度,探讨驱动全球大气质量和能量再分配的机制。详细分析三圈环流(哈德里环流、费雷尔环流、极地环流)的经典模型,并讨论行星尺度的风带(如信风带、西风带)的形成。本章还会介绍准定常环流系统,例如季风的季节性变化及其对区域气候的深刻影响。 --- 第四部分:天气系统分析与预报原理 第十章:中尺度天气系统:气旋与反气旋 本章侧重于中纬度天气学的核心内容——温带气旋的生命史。我们将分解锋面(暖锋、冷锋、锢囚锋)的结构、气压场和风场的分布特征,并解释锋面活动如何引发降水和天气突变。同时,也将讨论反气旋(高压系统)的结构及其带来的天气特征。 第十一章:对流天气与强风暴的形成 本章深入探讨极端天气现象的物理机制。重点分析积雨云的垂直发展条件,包括抬升机制(地形抬升、辐合抬升、锋面抬升)和对流的触发。本章还将介绍龙卷风的形成理论,以及雷暴的组织结构(单体、多单体群、超级单体)和伴随的灾害性天气(冰雹、强降水)。 第十二章:气象预报的未来与局限性 作为结语,本章概述了数值天气预报(NWP)的基本思路,从大气微分方程组的建立到初始场数据的同化。本章不进行深入的数值方法讨论,而是侧重于解释预报的可预报性极限、集合预报的意义,以及当前气象研究的前沿方向,帮助读者认识到天气预报作为复杂非线性系统的内在挑战。 --- 本书特色: 1. 强调物理直觉的培养: 本书致力于帮助读者在脑海中建立起大气运动的“动态画面”,而非仅仅是公式的堆砌。 2. 清晰的概念辨析: 对气象学中容易混淆的概念(如气压与气压梯度、湿绝热与干绝热)进行细致的区分和对比。 3. 理论与应用的平衡: 每一基础理论的阐述后,均会辅以实际天气图例或案例分析,连接课堂理论与现实天气。 4. 适合自学与课堂教学: 结构化设计,既适合作为大学本科生入门课程的教材,也适合对气象学感兴趣的专业人士进行系统自学。

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目录信息

读后感

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用户评价

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拿到《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书,我内心是既渴望又有些忐忑的。动力气象学,这个听起来就充满着物理和数学挑战的领域,一直让我觉得既神秘又遥远。然而,当我真正开始阅读这本书时,我发现我的担忧是多虑了。作者以一种非常系统化且易于理解的方式,将动力气象学的核心概念一一展现在我面前。开篇从最基本的流体运动学原理讲起,比如连续性方程和动量方程的推导,作者并没有直接给出最终形式,而是逐步引导读者思考,每一步都充满逻辑性,让我能够跟得上他的思路。我特别喜欢书中对大气运动过程中能量守恒和能量转换的讨论,它让我看到了动力学不仅仅是运动的描述,更是能量的转化和传递过程。书中的插图和图表也起到了画龙点睛的作用,它们将抽象的数学公式转化为可视化的物理过程,让我在理解大气环流、锋面运动等概念时,能够有一个更直观的认识。尽管书中涉及的数学推导和物理原理对我来说仍有一定难度,但我发现作者的讲解非常到位,总能在我感到困惑时,给我提供清晰的思路。我甚至会主动去复习一些高等数学的知识,以便更好地理解书中的内容。这本书无疑是为我打开了动力气象学的大门,让我看到了这个领域深厚的理论基础和广阔的应用前景,我对未来的学习充满了期待。

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《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书,在我第一次阅读时,就给我留下了一种“严谨而又不失温度”的印象。我一直对天气现象的背后原因充满好奇,但动力气象学这个名字听起来就充满了挑战,让我一度有些犹豫。然而,这本书的作者却以一种非常精妙的方式,将复杂的动力学原理层层剥开,让我得以一窥大气运行的奥秘。从最基础的流体运动学概念,如连续性方程和动量方程的推导,作者都做得非常细致。我特别欣赏他对“流函数”和“位涡”等概念的引入,它们不仅是数学上的工具,更是理解大气动力学行为的钥匙。书中对于各种天气系统,例如气旋和反气旋的动力学解释,也让我受益匪浅,我能够理解到这些系统的形成和发展,背后有着深刻的物理规律。尽管书中涉及到大量的数学公式和推导,我常常需要花费很长时间来理解每一个步骤,但我发现作者的讲解非常清晰,并且总能提供相关的物理背景来支撑这些推导。这本书让我对动力气象学产生了极大的兴趣,我不仅学到了知识,更重要的是,我学会了如何去思考大气运动中的问题,这对我未来的学习和研究都将大有裨益。

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《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书,我拿到手里的时候,内心是充满好奇的。我一直对天气变化的背后逻辑感到着迷,而动力气象学正是揭示这一切的学科。这本书的作者,无疑是一位经验丰富且充满智慧的引导者。他以一种非常系统化的方式,将原本抽象的动力学概念,变得生动而易于理解。从最基础的大气运动方程的建立,到各种近似方法的介绍,作者的讲解都充满了逻辑性。我尤其喜欢书中对“质量守恒”和“能量守恒”等基本物理原理在气象学中的应用的阐述,它让我明白了大气运动并非无迹可寻,而是遵循着严格的物理定律。书中对各种天气系统的动力学解释,比如季风的形成和海洋环流的动力学机制,也让我受益匪浅。我能够理解到,这些宏大的现象背后,都有着深刻的动力学原理在支撑。尽管书中的数学推导和物理概念对我来说仍有一定挑战,但我发现作者的讲解非常清晰,并且总能在适当的时候提供详细的解释和图示。这本书不仅让我学到了知识,更重要的是,它激发了我对动力气象学进行深入探索的兴趣。

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《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书,在我翻开第一页时,就给我一种“扑面而来”的学术气息,但并非那种令人望而生畏的冰冷。我一直对天气变化的背后逻辑充满好奇,而动力气象学正是解释这一切的基石。这本书的作者,似乎深谙如何将复杂的物理和数学原理,以一种相对温和且逻辑严谨的方式呈现给读者。从最基础的流体静力学平衡开始,作者一步步引导我们理解大气是如何在高低压系统之间运动的。我尤其印象深刻的是对地球自转效应的讲解,书中通过一系列非常形象的例子,比如一个在旋转平台上抛掷的球,让我彻底理解了科里奥利力是如何影响大尺度大气运动的,这比我之前死记硬背公式要深刻得多。当然,本书的数学推导是必不可少的,有时候我需要花费很长时间来消化一个方程的推导过程,但我发现作者的讲解非常清晰,并且总能在关键之处点明其物理意义。书中对于各种大气波动的讨论,比如惯性重力波和罗斯贝波,也让我大开眼界,它们揭示了大气中复杂的动力学过程是如何影响天气系统的演变的。尽管我不是气象专业的学生,但我能够感受到这本书的扎实功底和严谨的学术态度,它让我对动力气象学有了更深刻的认识,也激发了我继续深入学习的兴趣,我从中受益匪浅。

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说实话,我拿到《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书时,并没有抱有多大的期望,毕竟“动力气象学”这个名字听起来就充满了挑战性,我以为会是一本枯燥乏味的理论堆砌。然而,事实证明我的担忧是多余的。这本书的作者,以一种极其严谨又不失生动的方式,将动力气象学的核心概念娓娓道来。我特别欣赏书中对流体力学基本原理的阐述,它不是简单地罗列公式,而是从物理本质出发,循序渐进地构建起整个理论框架。比如,在解释伯努利方程时,作者通过对流体在不同截面流速变化的直观描述,让我深刻理解了压力、速度和高度之间的关系。这一点对于我这种非科班出身的读者来说,简直是福音。更令我惊喜的是,本书在介绍大气动力学中的各种近似方法时,也做得非常出色。例如,在处理惯性重力波和罗斯贝波时,作者并没有直接给出复杂的方程,而是先解释了为什么需要这些近似,以及这些近似在实际应用中的意义。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,大大降低了我的学习难度,也激发了我进一步探究的兴趣。尽管书中涉及的数学推导仍然需要我投入大量的时间和精力,但作者清晰的逻辑和丰富的例子,让我在迷失方向时总能找到北。不得不说,这本书是我在动力气象学领域学习道路上遇到的一个宝藏,它让我看到了这个学科的魅力所在。

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这本书,An Introduction to Dynamic Meteorology,我拿到手的时候,就带着一种混合着期待与些许不安的心情。我对动力气象学这个领域一直充满了好奇,总觉得它隐藏着大气运行的终极奥秘,是理解天气变幻莫测的钥匙。然而,我也知道,这门学科的数学门槛不低,我担心自己是否能够顺利地跟上作者的思路。翻开第一页,映入眼帘的是密密麻麻的公式和符号,那一刻,我的心确实往下沉了一下。但是,作者的笔触并没有我想象中的那样冰冷和晦涩,他试图用一种更加直观、更加有逻辑的方式来引导读者。从最基础的流体静力学平衡开始,逐步深入到各种动力学方程的推导,每一步都显得那么扎实。我花了相当长的时间来消化每一章的内容,尤其是在涉及到动量方程和能量方程的部分,我反复阅读,对照着书后的习题,尝试着自己动手去演算。有时候,一个看似简单的概念,在经过作者细致的阐释后,才恍然大悟。书中的图表也起到了至关重要的作用,它们将抽象的数学模型可视化,让我更容易理解大气运动的物理过程。我尤其喜欢书中对科里奥利力效应的解释,它不再是一个生硬的物理概念,而是通过一系列的例子和类比,将它与地球自转的实际情况紧密联系起来,让我对其有了更深刻的认识。虽然有时会感到力不从心,但每当我克服了一个难点,理解了一个新的概念时,那种成就感是无与伦比的。这本书无疑是打开我动力气象学世界的一扇大门,虽然前进的道路仍然充满挑战,但我对未来的探索充满了信心。

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初次拿到《An Introduction to Dynamic Meteorology》,我带着一种既期待又有些敬畏的心情。动力气象学,听起来就是一门相当硬核的学科,我担心自己能否跟上作者的思路。然而,事实证明,我的担忧有些多余。作者在这本书中,展现了他作为一位资深气象学家的深厚功底,也展现了他作为一位优秀教育者的耐心和智慧。从最基础的流体静力学平衡开始,作者一步步引导我们理解大气运动的内在逻辑。我尤其欣赏书中对热力学基本定律在气象学中的应用的阐述,它让我看到了气象学与热力学之间密不可分的联系。例如,在解释云的形成和降水的机制时,作者巧妙地将热力学原理融入到动力学的描述中,让我对这些现象有了更深入的理解。书中对各种大气扰动的讨论,比如锋面波和行星波,也让我大开眼界,它们揭示了大气中看似随机的变化背后,隐藏着深刻的动力学规律。尽管书中涉及的数学公式和推导,有时确实需要我反复琢磨,但我发现作者的讲解非常清晰,并且总能在关键时刻提供恰当的解释和类比。这本书为我打开了动力气象学的大门,它不仅传授了知识,更重要的是,它培养了我对这个领域进行独立思考的能力。

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当我第一次拿到《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书时,内心是既兴奋又带有一丝敬畏的。我对大气运动的内在规律一直充满好奇,而动力气象学正是解答这些谜团的关键。这本书的作者,以一种非常清晰且富有条理的方式,将复杂的动力学原理呈现在读者面前。从最基础的流体静力学平衡开始,作者一步步引导我们理解大气是如何在重力和压力梯度力的共同作用下达到平衡的。我尤其欣赏书中对“涡度”和“散度”等概念的深入剖析,它们是理解大气中各种运动模式,例如气旋和反气旋形成的关键。作者通过生动的例子和图示,将这些抽象的概念变得具体可感。尽管书中涉及的数学推导和物理原理对于我来说仍然需要花费不少时间和精力去理解,但我发现作者的讲解非常耐心,并且总能在关键之处提供清晰的解释。这本书不仅让我对动力气象学有了更全面的认识,更重要的是,它培养了我分析大气运动问题的思维方式。我对未来继续深入学习动力气象学充满了期待。

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初次接触《An Introduction to Dynamic Meteorology》,我最深的感受是它如同一位循循善诱的导师,耐心地引导着我这个对动力气象学知之甚少的门外汉。起初,我被书名中的“动力”二字所震慑,想象着会是充斥着晦涩公式和抽象概念的学术巨著。然而,翻开书页,我发现作者的叙述方式异常清晰流畅。他从最基础的大气物理定律切入,例如牛顿第二定律在旋转参考系下的应用,这部分我花了很长时间去理解,尤其是在理解科里奥利力的产生机制时,作者通过生动的类比,比如旋转木马上的小球,让我不再觉得这个概念难以捉摸。书中的每一个章节都像是在为我搭建一个知识的阶梯,从简单的流体静力学平衡,到复杂的斜压不稳定,层层递进,逻辑严谨。我尤其欣赏作者在解释数值天气预报模型基础时所做的铺垫,他没有直接跳到复杂的算法,而是先详细阐述了各种微分方程的离散化方法,以及这些离散化过程对预测精度的影响。这让我明白了为什么即便拥有强大的计算能力,天气预报仍然存在不确定性。虽然书中穿插的数学推导和物理概念对我来说仍有一定挑战,但我能够感受到作者为了让读者更好地理解而付出的努力。我常常在阅读过程中停下来,反复琢磨其中的细节,并尝试着在脑海中构建出大气运动的三维图像。总而言之,这本书不仅传授了知识,更重要的是点燃了我对动力气象学深入学习的热情。

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拿到《An Introduction to Dynamic Meteorology》这本书,我首先感受到的是它作为一本入门教材的严谨性。我一直对大气运行背后的物理规律充满好奇,但又担心自己缺乏足够的数理基础。幸运的是,这本书的作者并没有让我感到失望。他以一种循序渐进的方式,从最基本的流体静力学原理入手,逐步引导读者理解更复杂的动力学概念。我尤其喜欢他对各种大气方程的推导过程,他不仅仅是给出公式,更重要的是解释了每个变量的物理含义以及方程所描述的物理过程。例如,在讲解动量守恒方程时,作者详细阐述了惯性力、压力梯度力、重力和科里奥利力等各种力的作用,让我对大气运动的驱动机制有了更清晰的认识。书中对于各种近似方法的介绍,也让我印象深刻。例如,在处理大尺度运动时,为什么可以使用地转近似,以及这个近似的局限性在哪里,这些都得到了详尽的解释。虽然书中的数学推导和物理概念对我来说仍然有一定挑战,但我发现作者的讲解非常清晰,并且总能提供丰富的例子来帮助理解。这本书让我对动力气象学产生了浓厚的兴趣,我迫不及待地想继续探索这个迷人的领域。

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