现代数值预报业务 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:矫梅燕

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:2010-3

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787502949365

丛书系列:

图书标签:

• 数值预报
• 气象学
• 数据同化
• 预报业务
• 模式预报
• 科学计算
• 大气科学
• 地球物理
• 机器学习
• 人工智能

气象学前沿：大气动力学与气候模拟 本书聚焦于现代气象学和气候科学领域最核心的理论基础与前沿技术，旨在为对大气运动规律、长期气候变化以及数值预测方法有深入研究兴趣的读者提供一个全面、深入的知识体系。全书内容紧密围绕大气动力学基本方程的推导、复杂大气环流系统的解析、以及地球系统模式的构建与应用展开。 第一部分：大气动力学基础与非线性系统理论 本书首先系统回顾了经典流体力学在气象学中的应用，特别是欧拉方程和纳维-斯托克斯方程在地球大尺度运动背景下的简化与修正。详细阐述了科里奥利力、地转平衡、梯度风平衡等概念的物理内涵及其在边界层和自由大气中的适用性。 深入探讨了热力学第一定律和第二定律在湿空气过程中的应用，重点分析了湿绝热过程、凝结加热的辐射效应，并引入了潜在涡度（PV）理论作为诊断和预报中尺度对流系统与天气系统（如阻塞高压、极涡）演变的关键工具。 特别辟出一章讨论非线性动力学在气象学中的体现，包括Rossby波的色散关系、斜压不稳定理论（对锋面和气旋的生成机制提供动力学解释），以及混沌理论在长期天气预报不确定性中的地位。通过对原始方程组的数学特性分析，揭示了数值求解中必须面对的时间尺度分离问题和惯性重力波的显式处理。 第二部分：中尺度气象学与边界层物理 本部分将视角聚焦于影响局地天气和人类活动更为直接的中尺度过程。详细介绍了重力波、惯性重力波的激发机制及其对天气系统的垂直耦合作用。 边界层部分深入剖析了大气边界层（PBL）的结构、湍流混合过程及其对地表能量平衡的反馈。涵盖了相似理论（Monin-Obukhov相似理论）的推导与应用，对稳定层、中性层和对流层内的湍流输送进行了量化描述。同时，讨论了地形对气流的影响，包括山脉抬升、下沉气流、峡谷风和局地环流（如海陆风）的动力学机制。 重点分析了对流触发机制，从热力学不稳定（CAPE、CIN）到动力学抬升（辐合线、干对流等），并详细描述了雷暴的生命史、组织化结构（如飑线、超级单体）的形成和维持的物理基础。 第三部分：地球系统模式构建与数值方法基础 本部分转向现代气象研究的核心工具——地球系统模式（ESM）的构建原理与方法。 首先，系统介绍了数值模式的框架结构，包括动力框架（如Arakawa C网格、Staggered C网格）、物理参数化方案的必要性以及它们在解决次网格过程中的作用。在数值求解方面，详细阐述了时间积分方案，重点比较了显式、隐式及半隐式方法的特点，特别是如何处理音波和重力波的稳定性约束。 专门章节讨论了同化技术在初始化预报场中的关键作用。涵盖了数据同化理论的演进，从早期的最优插值（OI）到现代的四维变分同化（4D-Var）和集合卡尔曼滤波（EnKF）方法。通过具体的数学框架，展示了如何有效地融合观测信息来约束大气初始状态。 最后，本书探讨了气候模拟的特定要求。讨论了气候漂移、模式偏差的来源，以及不同时间尺度的模拟策略（如季节预测、年代际变化）。重点分析了海洋、冰雪圈、陆面过程与大气模式的耦合机制，阐述了当前地球系统模式在模拟全球碳循环、气溶胶输送和生物地球化学反馈中的前沿进展与挑战。本书强调，理解这些组件间的复杂交互是进行可靠长期气候预测的基础。

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《中尺度气象学：从理论到业务应用》这本书的结构设计非常巧妙，它仿佛带领读者进行了一次从基础理论构建到实际业务部署的完整“旅程”。前半部分扎实地介绍了中尺度天气系统的基本特征，比如锋面、中尺度对流复合体（MCC）的动力学机制，这部分内容逻辑清晰，帮助读者建立起对中尺度现象的宏观认识。更令人称道的是后半部分，它直接切入了业务预报的实际操作层面，详细讨论了各种数值模式对中尺度现象的模拟能力、误差来源以及如何利用观测资料（如多普勒雷达、卫星云图）进行临近预报。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的叙事方式，极大地提高了知识的实用价值。对于我们这些希望将所学知识转化为实际天气预报能力的人来说，这本书的价值无法估量，它不仅仅是知识的传递，更是一种工作方法的传授，让人能更有信心地面对复杂多变的实际天气预报挑战。

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翻开《地球物理流体力学导论》这本书，我立刻被它那种严谨的学术氛围所吸引。这本书的深度显然是面向进阶学习者或专业研究人员的，它没有过多地停留于表面概念，而是直奔核心的数学模型和数值求解方法。书中的推导过程极其严谨，每一步逻辑都环环相扣，让人不得不佩服作者深厚的理论功底。我尤其喜欢它对非线性效应处理的部分，作者没有回避其中的复杂性，而是系统地介绍了最新的研究进展和近似方法，这对于我目前正在进行的研究工作提供了非常及时的理论指导。虽然阅读过程中需要反复查阅高等数学和张量分析的知识，但正是这种挑战性，才让每一次的顿悟都显得尤为珍贵。这本书的参考文献列表也非常权威，基本涵盖了该领域最经典的文献，为进一步的深入探索指明了方向。总的来说，这是一本需要沉下心来精读的著作，它所蕴含的知识密度和思想深度，远超一般教材的范畴，是值得反复研读的经典之作。

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这部《气象学原理与应用》简直是教科书级别的杰作，内容之详尽、逻辑之清晰，让人叹为观止。作者似乎对气象学的每一个分支都了如指掌，从宏观的大气环流到微观的云雾形成过程，都进行了深入浅出的剖析。我特别欣赏它在阐述复杂物理定律时的那种娓娓道来，没有生硬的公式堆砌，而是通过生动的实例和巧妙的比喻，将那些看似高深的理论变得易于理解。比如，它对科里奥利力在不同纬度影响的解释，就采用了非常形象化的描述，让我一下子就抓住了问题的核心。书中大量的图表和案例分析也极大地增强了阅读体验，使得抽象的知识得以可视化，这对于自学者来说简直是雪中送炭。我曾经为了搞懂一些基础概念查阅过很多资料，但都没有这本书来得系统和透彻。这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种科学的思维方式，引导读者去观察、去思考大气现象背后的机制。对于任何想在气象领域打下坚实基础的人来说，这本书都是一个不可多得的良师益友，强烈推荐！

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坦白讲，拿到《云和大气微物理过程》这本书时，我还有点担心会太偏重理论推导而忽略了实际观测。然而，这本书完全打消了我的顾虑。它完美地平衡了理论建模和观测验证之间的关系。对于云滴的凝结、冰晶的增长、降水的形成这些核心过程，作者采用了非常现代的、基于统计力学和动力学的视角进行阐述，严谨而不失灵动。我特别欣赏其中关于气溶胶在云形成中作用的章节，详细介绍了云凝结核（CCN）和冰核（IN）的物理特性及其对降水效率的影响，这部分内容对于理解人工增雨的科学依据至关重要。书中配有大量清晰的显微结构图和实验室模拟结果，极大地帮助读者在脑海中构建出微观粒子的动态图像。读完之后，我对那些看似随意的云朵和雨滴，有了一种全新的、充满敬畏的理解。这本书无疑是微物理学领域的一部集大成之作，对于想深入了解降水机制的研究生而言，是不可或缺的参考资料。

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我最近刚接触《大气边界层物理》，这本书的视角非常独特，它将关注点聚焦在了对流层最低的那一层，也就是我们日常生活中最能直观感受到的那片大气。作者的笔触显得十分亲切自然，不像有些专业书籍那样冰冷刻板，而是充满了对日常现象的好奇心和探索欲。书中对地表热力学过程、湍流混合的机制，以及风场在近地面的垂直廓线变化有非常细腻的描绘。比如，书中对“晴空夜间逆温”的成因分析，不仅解释了辐射冷却的原理，还结合实际地形案例进行了生动的论述，让我对清晨山谷中的雾气有了全新的认识。这本书最大的优点在于其极强的应用导向，它不仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么会这样”以及“这有什么用”。对于环境科学、城市规划或者农业气象等相关领域的从业者来说，这本书提供的基础知识是至关重要的，能够帮助他们更好地理解和预测地表与大气之间的相互作用。

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