副热带高压形成和变异的动力学问题 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:吴国雄

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-04-01

价格:60.0

装帧:平装

isbn号码:9787030093561

丛书系列:

图书标签:

• chaos
• 大气动力学
• 副热带高压
• 气候变迁
• 大气环流
• 数值模拟
• 动力学机制
• 季风
• 热带气象学
• 气候模式
• 天气学

副热带高压形成与变异的动力学研究 图书简介 副热带高压（Subtropical High），这一在地球大气环流体系中占据着重要地位的暖性低压系统，以其巨大的尺度、相对稳定的位置以及对区域气候的深远影响而闻名。它不仅主导着热带和副热带地区的大部分天气现象，如盛夏的干旱、季风的降水分布，更与中高纬度的天气系统相互作用，成为全球气候变化研究中的关键要素。本书《副热带高压形成和变异的动力学问题》旨在深入剖析副热带高压生成、维持、移动及变异背后的复杂动力学机制，揭示其与地球系统各圈层之间的内在联系，并探讨其在全球气候变化背景下的未来演变趋势。 本书并非对某一具体副热带高压个例的详尽描述，也非对某一年份或某一片区域副热带高压异常的案例集锦。相反，它聚焦于揭示副热带高压这一宏观动力学系统的普遍规律和内在驱动力。我们将从大气动力学最基础的原理出发，层层剥茧，构建起理解副热带高压的理论框架。 第一部分：副热带高压的形成机制 本部分将围绕副热带高压的核心形成过程展开，重点阐述其在大尺度环流中的定位和生成原因。 热带辐合带（ITCZ）与副热带高压的关系： 我们将首先审视赤道地区热带辐合带的特征。ITCZ是全球热带大气垂直运动最活跃的区域，其能量聚集与向外输送的过程，是副热带高压形成不可或缺的上游环节。书中将详细解析ITCZ的季节性南北移动如何影响与之相伴的垂直环流，以及这种环流如何为副热带高压的出现奠定基础。 哈德里环流（Hadley Circulation）的动力学： 作为地球最主要的大尺度垂直环流系统之一，哈德里环流是副热带高压形成的核心动力引擎。我们将深入探讨哈德里环流的动力学原理，包括热带地区太阳辐射加热引起的空气上升，以及在中高纬度地区空气下沉并向赤道辐合的过程。在此过程中，科里奥利力的作用如何导致空气在副热带地区发生大规模的下沉运动，形成下沉增温和干区，从而构建起副热带高压的暖性核心，将是本部分的重点。书中将引入理想化模型和观测数据，来说明这一全球尺度的热力与动力耦合过程。 行星波与副热带高压的结构： 除了垂直环流，水平方向上的大气运动同样至关重要。我们将考察行星波（Rossby波）在副热带高压的形成和维持中所扮演的角色。行星波的传播和反射机制，以及它们与大尺度环境流场的相互作用，如何影响副热带高压的经向和纬向分布，将被细致地分析。通过对位势高度场、风场等关键量进行动力学诊断，展现行星波如何塑造副热带高压的整体结构。 能量转化与动量输送： 副热带高压并非孤立存在，它与全球大气能量和动量的交换密切相关。我们将探讨在副热带高压区域的能量转化过程，例如位能转化为动能，以及潜热释放如何影响大尺度垂直运动。同时，动量输送机制，特别是准地转斜压不稳定所激发的扰动如何影响副热带高压的强度和范围，也将是讨论的重点。 第二部分：副热带高压的变异机制 副热带高压并非静止不变，其强度、位置、范围和生命史都存在显著的年际、年代际甚至更长时间尺度的变异。本部分将聚焦于揭示这些变异背后的动力学驱动因素。 海气相互作用： 海洋是地球气候系统的重要组成部分，海表温度（SST）的异常变化对副热带高压的变异有着至关重要的影响。我们将详细阐述厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、太平洋年代际振荡（PDO）、大西洋多年代际振荡（AMO）等重要的海洋气候模态如何通过改变海温分布，进而影响大气加热场，最终通过遥相关机制改变副热带高压的特征。书中将结合观测证据和数值模式的模拟结果，说明海气耦合过程是理解副热带高压变异的关键。 大尺度环流的遥相关： 副热带高压的变异并非仅局限于其自身区域，它与全球其他区域的大气环流异常存在着复杂的遥相关联系。例如，北极海冰的异常、赤道太平洋海温的异常、甚至中纬度温带气旋活动的增强，都可能通过行星波的传播或遥相关指数（如NAO, AO等）的改变，影响副热带高压的结构和位置。我们将利用统计分析和动力学诊断方法，追踪这些遥相关信号的传播路径和影响机制。 局地热力强迫的影响： 除了海温，陆地上的热力强迫，如积雪覆盖、植被状况、地表反照率等，虽然对副热带高压的影响尺度相对较小，但在特定条件下也会对副热带高压的边缘区域或次级环流产生一定的调制作用。我们将探讨这些局地强迫如何与大尺度环流相互作用，放大或减弱副热带高压的异常。 数值模式模拟与动力学诊断： 本部分还将介绍如何利用先进的数值天气预报和气候模式来模拟和分析副热带高压的变异。通过模式的敏感性试验，可以分离出不同动力学过程对副热带高压变异的贡献。同时，也将介绍一些常用的动力学诊断方法，如涡度分析、能量诊断、波流相互作用分析等，以期从理论和观测两个层面深入理解副热带高压的变异规律。 第三部分：副热带高压对区域气候的影响与全球气候变化下的未来展望 副热带高压的变异直接关系到其控制区域的天气气候特征，理解这些联系有助于我们更好地应对极端天气事件。 降水分布与旱涝灾害： 副热带高压强大的下沉气流抑制了对流发展，是其控制区域盛夏干旱的主要原因。然而，副热带高压边缘的辐合抬升作用，又常常是产生强降水和极端天气事件的温床。本书将分析副热带高压的强度和位置变化如何直接影响季风雨带的推移、梅雨季节的长度以及热带气旋的生成和路径。 极端高温事件： 副热带高压核心区域的下沉增温效应，是夏季极端高温热浪的重要驱动力。本书将探讨副热带高压结构如何放大地表热量，以及与其伴随的天气系统如何加剧高温热浪的强度和持续时间。 全球气候变化背景下的副热带高压： 随着全球气候变暖，副热带高压的未来演变是一个备受关注的研究方向。本书将综合现有研究成果，讨论未来气候变化可能对副热带高压的强度、范围、移动速度以及变异性产生的潜在影响。特别是，副热带高压的北跳趋势，对不同区域气候格局可能造成的长远改变，以及由此带来的对水资源、农业、生态系统等方面的潜在挑战，将是本部分讨论的重点。 研究方法与未来方向： 最后，本书将对当前副热带高压研究中采用的主要科学方法进行梳理，并展望未来可能的研究方向，包括但不限于更高分辨率的观测资料应用、更精细化的数值模式发展、以及多圈层耦合模型的研究等，以期为相关领域的研究者提供有益的参考。 本书面向对大气动力学、气候学、气象学等领域有一定基础的读者，包括相关专业的本科生、研究生、科研人员以及对气候变化和天气现象有深入了解兴趣的公众。通过对副热带高压动力学问题的深入探讨，本书力求为读者构建一个全面、深刻的认识框架，理解这一对我们生存环境至关重要的气候系统组成部分的奥秘。

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对于希望从事气候变化研究的年轻学者来说，这本书提供了一个绝佳的“问题意识”框架。它没有止步于对历史气候的复盘，而是清晰地指出了当前模型在模拟副高南进或北撤趋势时存在的系统性偏差。作者对“海气耦合”在驱动副高年际变化中的关键作用的剖析，尤为精辟。他似乎在不断地向读者抛出尚未解决的科学难题，比如西太平洋副高与印度洋季风的遥相关机制，是完全由热力驱动还是存在更深层次的动力耦合？全书的结构安排非常巧妙，从理论基础到观测证据，再到模型挑战，层层递进，逻辑链条紧密无懈可击。阅读过程就像在参与一场顶尖的学术研讨会，你被邀请去思考那些真正困扰科学界的核心难题。

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这本关于副热带高压的书，真是让我大开眼界。它不是那种枯燥的教科书，而是像一个经验丰富的老教授在跟你娓娓道来，把一个看似复杂的气候现象，拆解得清清楚楚。从高压系统的生成机制，到它如何影响全球环流，作者的叙述逻辑非常严密。尤其是在讨论中尺度对流和季风活动与高压系统相互作用的部分，简直是点睛之笔。我以前总觉得季风就是风向的改变，但读完这本书才明白，背后有着复杂的热力学和动力学驱动。书中对卫星遥感数据和数值模拟结果的引用也非常到位，让我这个非专业读者也能感受到科学研究的前沿脉搏。如果说有什么不足，可能就是对于一些前沿的、尚未完全解决的理论争议探讨得还不够深入，不过瑕不掩瑜，对于想了解副高“为什么会变来变去”的读者来说，这本书绝对是首选。

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这本书的叙述风格非常注重理论的深度和广度，读起来就像是在攀登一座知识的高峰。它并没有停留在对副热带高压形态的简单描述上，而是深入挖掘了其背后的非线性动力学过程。我特别欣赏作者在阐述“阻塞形势”与副高脊线调整关系时所采用的类比和模型构建。那种将宏观环流与微观湍流输送结合起来分析的视角，让我对大气运动的复杂性有了更直观的认识。全书的语言保持了一种严谨的学术调性，但又不失清晰，即便是涉及复杂的行星涡度守恒原理，作者也能用非常精炼的数学语言和恰当的图示来辅助理解。对于大气物理和动力学有一定基础的读者来说，这本书无疑是升级知识体系的绝佳读物，它迫使你不仅要知道“是什么”，更要探究“为什么是这样”。

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这本书的阅读体验，与其说是学习知识，不如说是一次深入的“思维体操”。它对副热带高压这种看似稳定的天气系统，进行了极其细致的“病理学”分析。我尤其喜欢作者处理不同时间尺度变率的方式，比如如何区分由准双周振荡带来的短期扰动，和由厄尔尼诺/南方涛动带来的多年尺度影响。这种对时间尺度的精细划分，体现了作者深厚的功底。书中对“Rossby波的响应”如何塑造高压边缘的对流带的讨论，非常具有启发性。文字间透露出一种对自然规律的敬畏和探索的激情，读完之后，你对“稳定”这个词汇都会产生新的理解——原来最稳定的结构，内部也蕴含着最剧烈的动态平衡。这本书无疑会成为该领域内被频繁引用的重要参考著作。

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我以一个气候爱好者和业余气象观察者的身份来评价这本书，它的价值在于极大地提升了我的观测和理解能力。以前看到台风路径诡异地转向，或者夏季持续的晴热天气，我总会归咎于“高压太强了”，但这本书让我明白了，这种强度和位置的变化，背后是行星尺度的能量再分配和纬向环流的调整。书中对“高空急流的入口区和出口区”如何调控高压的强度和季节性位移的论述，极富洞察力。作者似乎有一双能看透云层和气流的眼睛，将这些看不见的力量描绘得栩栩如生。虽然某些章节涉及的理论推导需要反复研读，但一旦理解了，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。这本书更像是一把钥匙，打开了理解全球气候变率大门的一把精巧的钥匙。

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