边界层气象学基本原理

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价格:71.20元
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isbn号码:9787030579249
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  • 李旭辉
  • 教材
  • 大气科学
  • 2018
  • 气象学
  • 边界层
  • 大气科学
  • 气象物理
  • 微气象
  • 数值模拟
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  • 环境气象
  • 气象观测
  • 大气污染扩散
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具体描述

好的,以下是一份不涉及《边界层气象学基本原理》内容的图书简介: --- 书名:《海洋动力学与气候系统》 内容简介 本书深入探讨了海洋在地球气候系统中所扮演的核心角色。海洋,作为地球上最大的水体和热量储存库,其动力学过程直接影响着全球气候的长期演变和短期波动。本书旨在为海洋学、气候学、大气科学以及相关环境科学专业的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的知识框架,阐述海洋内部的运动规律、能量交换机制及其与大气、冰雪圈的复杂耦合关系。 全书结构清晰,内容涵盖了从微观尺度的湍流混合到宏观尺度的全球环流模式等多个层次。 第一部分:海洋物理基础与基本方程 本部分首先建立起研究海洋动力学的理论基石。我们从流体力学和热力学的基本原理出发,详细推导了描述海水运动的纳维-斯托克斯方程在地球旋转参考系下的形式——即海洋动力学方程组。重点讨论了科里奥利力、压力梯度力和粘性力在海洋运动中的作用机制。 随后,本书详细分析了浮力效应。通过引入布伊尼斯夸(Brunt-Väisälä)频率的概念,我们解释了海水密度(受温度和盐度控制)如何驱动垂直分层和内部波的形成。此外,对边界条件的处理,特别是与海面(大气-海洋界面)和海底的相互作用,进行了详尽的数学描述,为后续的动力学分析打下坚实基础。 第二部分:小尺度过程与混合 海洋内部的能量耗散和物质再分配主要依赖于湍流混合过程。本部分聚焦于尺度较小的海洋动力学现象。我们详细剖析了风应力在海表激发出的Ekman输运及其对海水分层和上升流/下降流的贡献。垂直混合过程,包括剪切不稳定性、内部波破碎以及微尺度湍流的参数化方法,是本章的重点。书中不仅介绍了经典的KPP(K-Profile Parameterization)模型,还探讨了更先进的、基于能量守恒的混合模型,这些模型对于准确模拟近表层混合层(Mixed Layer)的深度和特性至关重要。 第三部分:中尺度与大尺度环流 海洋环流是全球物质和热量输送的主动脉。本书将中尺度(数百公里)和地转性环流(大尺度)视为连接局部过程和全球气候的关键环节。 在中尺度部分,我们深入研究了中尺度涡旋(Mesoscale Eddies)的生成、传播与衰减。涡旋在热量、盐度和动量向上传输中扮演着不可或缺的角色,本书通过卫星高度计数据和数值模拟的案例,展示了涡旋的统计特征及其对海洋热力结构的影响。 在大尺度环流方面,本书系统阐述了全球温盐环流(Thermohaline Circulation, THC)的驱动机制。我们追溯了北大西洋深层水(NADW)和南极底层水(AABW)的形成路径,分析了深水形成的物理机制,并探讨了洋流对大气热量再分配的“传送带”效应。对于地转平衡和惯性平衡的深入讨论,帮助读者理解大尺度洋流的稳定性。 第四部分:波浪、潮汐与海岸动力学 海洋的运动不仅仅是持续性的流场,还包括周期性的波动。本部分侧重于描述波浪动力学和潮汐现象。 关于波浪,本书涵盖了从毛细波到重力波的分类,详细推导了深水和浅水波浪的传播方程,并利用谱方法分析了风浪场的演化,包括风浪的增长、波浪的自相关和耗散过程。 潮汐方面,我们从欧拉-拉格朗日视角解释了天文潮汐的生成机制,区分了开阔海洋的无摩擦潮汐与沿岸地区的耗散效应。海岸动力学部分则关注波浪破碎、沿岸流(如长岸流)以及泥沙输运的基本原理,这些对于海岸工程和生态保护具有实际意义。 第五部分:海洋与气候系统的耦合 本书的最后一部分将海洋动力学置于更广阔的气候背景下考察。我们详细分析了海洋与大气之间的关键相互作用,特别是热量、水汽和动量的交换。 重点章节讨论了ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)现象的动力学模型,解释了海温异常如何通过大气反馈机制在全球范围内产生气候遥相关效应。此外,书中也探讨了海洋在长期气候变化中的作用,如海洋热含量(OHC)的上升趋势、海洋吸收二氧化碳的能力,以及海洋环流对冰盖融化和海平面上升的响应机制。通过对耦合模型的分析,本书引导读者理解如何利用海洋动力学知识来预测和适应未来的气候变化情景。 适用对象 本书适合作为高等院校海洋科学、地球物理学、气象学、环境科学以及水利工程等专业本科高年级和研究生阶段的教材或参考书。其严谨的数学推导和丰富的物理图像,将有助于读者建立起对海洋复杂动力系统的深刻理解。 ---

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书就像一幅精密的“天气地图”,让我看到了隐藏在我们头顶的复杂“地形”和“河流”。《边界层气象学基本原理》这本书,让我对大气边界层内的“风”有了前所未有的认识。我一直以为风就是空气在移动,但书中详细阐述了驱动风的各种力,比如气压梯度力、科里奥利力、摩擦力等等,并且解释了它们如何相互作用,形成我们所感受到的风。我尤其对书中关于风的垂直变化和切变的描述印象深刻。我明白了为什么在高空风速会更大,而且风向也会发生变化,这种垂直方向上的差异,直接影响着大气环流和天气系统的移动。书中还介绍了不同类型的边界层风,比如晴天白天的地面风,以及夜间可能出现的辐射逆温层风,这些都揭示了风的形成并非单一模式。让我感到非常有启发的是,书中还探讨了风对污染物扩散的影响,这让我明白为什么有时候工厂附近的空气质量会更差,而开阔地带的空气则相对清新。这种从风的形成、变化到其作用的全面讲解,让我觉得我对“风”这个最熟悉的陌生人有了全新的认识,不再是简单地感受它的强度,而是能够去思考它背后的物理过程。

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这本书的出现,简直是把我从一个对气象学的“门外汉”变成了一个能窥探“天机”的“学徒”。我一直以来就对各种天气现象感到好奇,尤其是在观察到一些极端天气,比如突如其来的暴雨、漫长的干旱,或者季节交替时空气的变化时,总会想知道它们背后的机制是什么。《边界层气象学基本原理》就像一把金钥匙,为我打开了通往大气物理过程的大门。书中关于地表与大气相互作用的描述,让我茅塞顿开。我明白了为什么冬天我们会觉得冷,是因为地表储存的热量在夜间散失;为什么夏天空气会潮湿闷热,是因为大量的蒸发将水汽带入了大气。作者用非常生动的语言和详实的图示,解释了诸如表面能量平衡、水分平衡等基本概念,并且深入探讨了这些平衡是如何影响我们日常感受到的温度、湿度和风力。读到关于蒸发和凝结的章节时,我才真正理解了水循环在边界层内的具体表现,以及它对天气变化的影响有多么巨大。那些关于近地面水汽压、饱和水汽压的讨论,让我对露水、霜、雾的形成有了更清晰的认识。而且,书中还详细阐述了风的形成和演变,从简单的风压梯度力,到科里奥利力、摩擦力的引入,让我一步步理解了为什么风不是直线吹,以及为什么会形成各种规模的环流。对我来说,最具有启发性的是书中关于边界层高度变化的章节,我明白了为什么白天边界层会扩张,晚上又会收缩,这与地表的加热和冷却有着直接的联系。这种对大气内部细微变化的描绘,让我觉得气象学不再是枯燥的科学公式,而是充满生命力的动态过程。

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这是一本让我对“水”在天气中的作用有了更直观认识的书。《边界层气象学基本原理》这本书,彻底改变了我对空气中“水汽”的看法。我之前以为空气中的水,无非就是变成雨雪或者留在空气中的“湿气”。但这本书让我看到,水汽在边界层内扮演着如此多样的角色,并且是驱动许多天气现象的关键因素。书中关于水汽平衡的讲解,从地表蒸发、植被蒸腾,到大气中的水汽输送、凝结,描绘了一个连续而复杂的水循环过程。我明白了为什么在水体丰富的地区,空气会显得更湿润,也更容易形成降水。书中关于饱和水汽压、相对湿度的计算和解释,让我清晰地看到了水汽从无形到有形、再到液态、固态的转变过程。这让我对露水、霜、雾的形成有了科学的理解,不再觉得它们是凭空出现的。尤其让我着迷的是书中关于云的形成和演变的部分,我明白了云不仅仅是漂浮在空中的水滴,它们是大气中水汽达到过饱和状态后,在凝结核的作用下形成的。而不同类型的云,其形成的高度、过程和包含的水汽量都不同,这直接影响着降水的强度和类型。而且,书中还提到了边界层内水汽的垂直输送,以及它如何影响局地的降水分布。这种对水汽从微观到宏观的细致描绘,让我对“润物细无声”的降水过程有了更深的理解和欣赏。

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这本书让我看到了大气边界层这个“看不见的世界”是多么的“热闹”和“有规律”。《边界层气象学基本原理》这本书,让我认识到大气边界层内的湍流运动是多么的重要。我之前以为湍流就是一种混乱的空气搅动,但书中详细解释了湍流是如何产生的,以及它在动量、热量和水汽输送中所起到的关键作用。我尤其对书中关于湍流扩散的描述印象深刻,它就像一个巨大的“混合器”,将地表的污染物、热量和湿气向上输送,并将高空的冷空气向下输送,使得边界层内的空气能够更加均匀地混合。这让我明白了为什么在白天,边界层内的温度和湿度分布通常比夜间更均匀。书中还介绍了不同类型的湍流,比如晴天白天的热力湍流,以及受风力作用产生的动力湍流,这些不同的湍流类型,对边界层的结构和能量交换有着不同的影响。而且,书中还探讨了湍流如何影响大气中的化学反应和污染物扩散,这让我明白了为什么有时候空气质量会突然变差。这种对湍流这个看似微观但影响巨大的过程的深入剖析,让我对大气边界层的动态过程有了更深层次的认识,不再将其视为一个简单的“大气层”,而是充满了复杂互动和能量交换的动态系统。

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这本书让我认识到,原来“湿度”不仅仅是空气中水汽的多少,而是一个非常复杂的物理过程。《边界层气象学基本原理》这本书,带我深入了解了大气边界层内的水汽交换和相态变化。我之前以为空气中的水就是水滴或者水蒸气,但书中详细解释了蒸发、凝结、升华、凝华等过程,以及它们是如何在边界层内相互转化的。我尤其对书中关于饱和水汽压和相对湿度的概念印象深刻。这些概念让我明白了为什么在不同温度下,空气能够容纳的水汽量是不同的,也让我明白了为什么在清晨容易出现露水和雾。书中还探讨了水汽在边界层内的垂直输送,以及它如何影响局地的降水分布。这让我明白了为什么有些地方多雨,有些地方干旱,这背后都有着边界层内水汽运动的规律。而且,书中还介绍了边界层湿度廓线,也就是湿度随高度的变化情况,这对于理解降水的形成和大气稳定度都至关重要。这种从微观的水汽分子运动到宏观的降水形成,都进行了细致的阐述,让我觉得对“湿润”这个概念有了更科学、更深刻的理解,不再是简单的感受,而是能够去追溯其背后的物理机制。

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这本书让我明白了,原来我们每天呼吸的空气,并不是一个静态的“盒子”,而是一个充满能量和物质交换的动态区域。《边界层气象学基本原理》这本书,将我带入了大气边界层这个充满活力的世界。书中对于边界层内能量收支的详细剖析,让我认识到地表的热量是如何被空气吸收、输送和储存的。我尤其对书中关于湍流输送的解释印象深刻,那种看似混乱的空气运动,实际上是驱动着动量、热量和水汽在边界层内高效混合的关键。这让我联想到,为什么在有风的日子里,空气感觉更清新,因为湍流在不断地将地表的空气向上输送,并将高空的空气向下混合。书中还详细介绍了不同时间尺度下的能量平衡,比如日变化和季节变化,这让我明白了为什么夏天热,冬天冷,以及四季更替背后的能量驱动力。而且,书中还提到了边界层的发展和演变,比如白天受太阳辐射加热而扩张,晚上则因地表冷却而收缩,这种动态的变化过程,让我觉得大气充满了生命力。这种从能量角度来理解大气现象的视角,让我觉得非常新颖,也让我对许多天气现象有了更深层的思考,不再仅仅停留在表面。

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我一直以为大气就是一个整体,要么是晴天,要么是雨天。《边界层气象学基本原理》这本书,让我认识到大气边界层其实是一个充满层次和结构的复杂系统。书中对边界层垂直结构的划分,比如地表层、摩擦层、斜压层等的描述,让我明白了在大气不同高度,其物理过程和特性是不同的。这就像把地球的大气层比作一个巨大的洋葱,每一层都有其独特的“味道”和“玩法”。我特别关注书中关于稳定度和不稳定性分析的部分,我明白了为什么有些情况下空气会快速上升形成强对流天气,而有些情况下则会稳定存在。这种对大气稳定性的理解,让我对雷暴、冰雹等剧烈天气有了更深刻的认识。书中还提到了逆温层,也就是温度随高度升高而升高的现象,这在我看来是一种“反常”的现象,但作者却详细解释了它的形成机制和对大气运动的影响,比如它会阻碍空气的垂直混合。这让我明白了为什么有时候空气污染会加重,可能就与逆温层的存在有关。而且,书中还分析了不同边界层类型对大气污染物扩散的影响,这对我理解城市空气质量问题非常有启发。这种将大气划分为不同层次并深入分析每一层特性的方法,让我觉得气象学不再是模糊的概念,而是有了清晰的框架和逻辑。

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这本书为我解开了许多关于“热”的疑惑。我一直觉得天气冷暖就是太阳照得多不多,或者空气是不是“干”的,但《边界层气象学基本原理》这本书,让我看到大气边界层内的热量交换原来如此复杂而精妙。书中关于地表能量收支的详细介绍,让我明白了太阳辐射不仅仅是简单的加热,还有反射、吸收等过程,而这些能量最终如何在地表和大气之间分配,决定了我们感受到的温度。我尤其对潜热和感热的概念印象深刻。潜热,就是水汽蒸发或凝结时吸收或释放的热量,这在我看来,简直是大气中的一个巨大的“热量调节器”。当大量的水汽蒸发时,会吸收地表的热量,让温度降低;而当水汽凝结形成云和雨时,又会释放出大量的热量,这让我明白了为什么雷雨天气往往伴随着温度的升高。书中还详细解释了感热通量,也就是空气直接被加热或冷却的过程,这与地表的温度紧密相关。读到关于边界层内热量垂直输送的章节时,我才意识到,温度不仅仅是平面的分布,在垂直方向上,热量也在不断地混合和输送,形成了一个动态的三维热力环境。这解释了为什么即使在地表温度很高时,高空可能依然寒冷。而且,书中还涉及了晴天和阴天、白天和夜间的能量收支差异,让我明白了为什么白天炎热,夜晚凉爽,以及云层对温度的影响。

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这本书简直是打开了我认识大气的那扇窗户!一直以来,我总觉得天气是个很神秘、很难捉摸的东西,好像就是风啊、雨啊、云啊随意组合。但读了《边界层气象学基本原理》之后,我才明白,原来在我们头顶几百米甚至几公里的范围内,隐藏着一个如此精妙且动态的系统——大气边界层。书里详细讲解了边界层是如何形成的,比如太阳辐射如何加热地表,地表又如何将热量传递给空气,以及地形、植被等因素如何影响这个过程。我尤其对书中关于湍流的解释印象深刻,那种混乱却又充满规律的运动,竟然是驱动大气能量和物质交换的关键。读到那些关于动量、热量和水汽如何通过湍流混合的章节时,我仿佛看到了空气在欢快地跳舞,将地表的湿气带到高处,又将来自高空的冷空气向下输送,这一切都构成了一个不断变化的立体网络。书中的公式和图表虽然一开始有些挑战,但作者的讲解非常到位,一步步引导我理解了其中的逻辑。比如,解释能量收支时,详细列出了净辐射、感热通量、潜热通量等等,让我清晰地看到了地表能量的来龙去脉。这让我联想到生活中许多现象,比如为什么夏天中午热,傍晚凉快,为什么海边容易有风,这些都可以从边界层的能量平衡中找到解释。而且,书里还提到了边界层的垂直结构,比如摩擦层、斜压层等等,让我认识到大气并非铁板一块,而是有着不同的层次和特性,每层都有其独特的物理过程在发挥作用。这种从宏观到微观,从概念到细节的深入剖析,让我对大气有了更立体、更深刻的认知,以前看天气预报时只是被动接受信息,现在则多了几分思考,甚至能自己去揣测一些现象背后的原因。

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这是一本让我对“风”这个概念有了颠覆性认识的书。我之前以为风就是空气在流动,无非就是大小和方向的区别。《边界层气象学基本原理》这本书,却把我带入了大气边界层这个充满细节的世界,让我看到了风背后隐藏的复杂机制。书中对于动量输送的解释,真的让我大开眼界。我一直以为风力直接取决于气压差,但书中详细阐述了摩擦力在边界层内如何削弱风速,以及科里奥利力如何影响风向的偏转。通过对这些力的详细分析,我才明白为什么在地表附近,风会比在高空显得更弱,也更偏离气压梯度力的方向。书中关于湍流混合的论述,更是让我对风的垂直结构有了全新的理解。我明白了风不仅仅是水平方向的流动,在垂直方向上,湍流也会将地表的动量向下输送,从而影响近地面的风速。这让我联想到生活中一些场景,比如在开阔的平原上,风往往比在城市建筑群中更大,也更稳定,这或许就与建筑物的摩擦和阻碍有关。而且,书中还介绍了不同类型的边界层,比如晴朗无云的白天边界层,以及夜间可能出现的辐射逆温边界层,不同类型的边界层对风的结构和输送能力都有着显著的影响。这些细致的描述,让我对“风”这个我们司空见惯的现象,有了更深层次的敬畏和好奇。我甚至开始关注一些天气图上关于风的符号和表示,试图去理解那些曲线和箭头背后的物理意义。

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很有用!看着这书又从物理本质推导了一遍基本方程组,更加熟悉了。

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