中尺度天氣原理和預報

中尺度天氣原理和預報 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:氣象齣版社
作者:陸漢城,楊國祥
出品人:
頁數:301
译者:
出版時間:2004-2
價格:28.00元
裝幀:
isbn號碼:9787502929084
叢書系列:
圖書標籤:
  • 教材
  • 大氣科學
  • 氣象學
  • 中尺度天氣
  • 天氣預報
  • 大氣科學
  • 數值預報
  • 雷暴
  • 強對流天氣
  • 短時臨近預報
  • 天氣分析
  • 氣象災害
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具體描述

本書根據十多年來教學實踐和科學研究的總結,以國內外中尺度氣象學發展趨勢為思路,吸取瞭近年來最新研究成果,並考慮到業務發展的需要,綜閤概括瞭中尺度天氣係統發生、發展的原理及中尺度天氣的預報方法。本書依據天氣學和動力學相結閤的原則,以中尺度大氣運動為主要對象,將中尺度氣象學的諸多內容有機結閤,物理概念清晰,深入淺齣,並注重理論和實際的相互聯係。

本書經教育部審定為普通高等教育“九五”國傢級重點教材,可作為高等院校大氣科學專業及相關專業的教材,也可作為氣象、海洋、航空、農林、水利、環境等部門的科研人員和業務人員的參考用書。

好的,以下是為您構思的一份圖書簡介,旨在詳細介紹一部不含《中尺度天氣原理和預報》內容的書籍。 --- 書名:《大氣動力學導論:從理論到數值模擬》 內容簡介 第一部分:大氣運動的物理基礎與描述 本書旨在為讀者構建一個堅實的大氣動力學基礎,重點關注大氣運動的基本物理原理、描述工具及其在地球係統中的作用。我們從流體力學的基本概念齣發,深入探討瞭理想流體和粘性流體在地球大氣環境下的行為特性。書中詳細闡述瞭如何利用流體力學方程組——納維-斯托剋斯方程(Navier-Stokes Equations)——來描述大氣的運動。然而,我們並未止步於宏觀的連續介質假設,而是著重分析瞭科裏奧利力、離心力和壓強梯度力在地球鏇轉參考係中的引入及其對大氣環流的根本性影響。 本捲的第一部分尤其強調瞭描述運動的框架。我們引入瞭位勢概念,並解釋瞭等壓麵和等位能麵之間的關係。書中闢有專章,係統梳理瞭熱力學與動力學的耦閤機製,包括濕空氣的相變過程、凝結潛熱釋放對大氣穩定性的影響,以及如何在動力學框架中處理浮力效應。對絕熱過程和非絕熱過程的深入探討,為理解大規模環流的能量收支奠定瞭基礎。 第二部分:環流、波動與地球物理流體動力學 在掌握瞭基本運動方程後,本書轉嚮瞭地球物理流體動力學的核心領域。我們聚焦於描述大氣運動的主要尺度現象和波動現象。書中詳細分析瞭地轉平衡、梯度風平衡和熱風平衡的物理意義及其適用條件,並闡述瞭這些平衡態如何作為大氣運動的背景場存在。 一個重要的篇章專門討論瞭熱力驅動的非平衡態運動,即摩擦層動力學。我們運用普朗特邊界層理論和埃剋曼理論,解釋瞭邊界層內風場與壓力場、錶麵摩擦力之間的復雜相互作用,這對理解地錶通量交換和大氣行星尺度運動至關重要。 本書的重點突破在於對大氣波動理論的係統闡述。我們推導並分析瞭慣性重力波、開爾文波、開爾文-亥姆霍茲不穩定性等。通過綫性化方法,我們揭示瞭這些波動在能量傳輸、動量再分配以及斜壓不穩定增長中的關鍵作用。這些理論為理解大氣內部的垂直和水平能量交換機製提供瞭嚴格的數學工具。此外,本書還涵蓋瞭行星尺度渦鏇的動力學,如大尺度環流的保持機製和斜壓不穩定理論,用以解釋溫帶氣鏇的生成和演化。 第三部分:數值方法與現代模擬技術 鑒於現代大氣科學研究高度依賴數值模擬,本書的第三部分緻力於將理論知識轉化為可操作的計算模型。我們首先介紹瞭求解偏微分方程組(Navier-Stokes方程在地球坐標係下的形式)的基本數值技巧,包括有限差分法、有限體積法和譜方法。書中的討論側重於如何處理非綫性項的離散化以及保證解的穩定性和守恒性。 在數值方法部分,我們詳細分析瞭時間積分方案的選擇,對比瞭顯式、隱式和半隱式方法的優劣,並討論瞭如何通過選擇閤適的步長來避免數值不穩定性,尤其是對於涉及快速波動(如聲波和重力波)的模擬。 本書的另一核心內容是對大氣環流模式(GCMs)的結構和組件進行剖析。我們介紹瞭全球氣候模型和區域動力學模型的基本框架,包括網格劃分策略(如經緯度網格、立方體網格或區域投影)、邊界條件的處理,以及如何有效地在並行計算環境中實現大規模模型的求解。我們探討瞭參數化的重要性,特彆是對於那些尺度小於計算網格的物理過程(如輻射傳輸、雲微物理過程和地錶過程),這些過程如何被有效地納入到動力學框架中,從而模擬齣更接近真實大氣的狀態。 通過本書的學習,讀者將不僅掌握大氣運動的深刻物理原理,還能理解如何利用先進的數值技術,在高性能計算平颱上構建和運行復雜的大氣動力學模型,為深入研究地球係統的氣候和天氣變率打下堅實的理論和實踐基礎。本書適閤於氣象學、地球物理學、流體力學以及環境科學領域的高年級本科生和研究生。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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作為一個資深的航海愛好者,風浪的預測是我在齣海前必須考慮的關鍵因素。我曾經閱讀過不少關於海洋氣象的書籍,但《中尺度天氣原理和預報》這本書,在理解海上天氣變化方麵,給我帶來瞭全新的視角。《中尺度天氣原理和預報》這本書,深入淺齣地闡述瞭許多我之前不太理解但又至關重要的概念。書中關於“溫帶氣鏇”的結構和演變過程的講解,讓我對海上天氣係統的動態有瞭更清晰的認識,特彆是那些看似緩慢移動但能帶來持續風浪的大尺度係統,以及它們內部如何孕育齣更具破壞力的中尺度天氣現象。我一直很睏惑,為什麼有時候海麵風平浪靜,但突然就會齣現驚濤駭浪,這本書對此進行瞭很好的解釋,例如“下擊暴流”和“海捲風”的形成機製,這些都是對航行安全構成嚴重威脅的。書中對於“海洋性對流”的描述,讓我明白瞭即使在廣闊的海麵上,也同樣存在著局地性的強對流天氣,它們可能導緻突發的強風、巨浪甚至雷暴,而這些往往是難以從宏觀預報中捕捉到的。作者還詳細介紹瞭各種觀測手段,如雷達、衛星以及浮標數據,在識彆和追蹤這些中尺度天氣係統中的應用,這對於我們海上作業人員來說,具有極高的參考價值。讀這本書,我感覺自己不光是學會瞭理論知識,更重要的是,我學會瞭如何去“讀懂”大海錶麵的那些細微變化,以及如何根據這些變化來預判潛在的天氣風險。它讓我對航行安全有瞭更深層次的理解和準備。

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我一直對天氣變化感到著迷,尤其是在城市生活中,那些突如其來的暴雨、大風,甚至是偶爾齣現的冰雹,都讓我覺得充滿瞭神秘感。《中尺度天氣原理和預報》這本書,就是我近期閱讀過的最讓我感到驚喜的一本書。我一直以為天氣預報就是看個天氣app上的圖標,但這本書讓我知道,原來背後有著如此復雜和精密的科學原理。作者以一種非常平易近人的方式,循序漸進地講解瞭大氣動力學和熱力學在理解中尺度天氣現象中的核心作用。我一直對“鋒麵”這個詞很熟悉,但總是理解不深,這本書用非常生動的插圖和模型,解釋瞭鋒麵是如何形成的,以及不同類型的鋒麵(冷鋒、暖鋒、錮囚鋒)如何觸發和影響中尺度天氣係統。我印象特彆深刻的是關於“地形對天氣的影響”的章節,因為我居住的城市周邊有一些山丘,我經常發現天氣變化似乎和地形有著韆絲萬縷的聯係,這本書的講解讓我終於明白瞭其中的奧秘,比如山脊上的對流增強,或者背風坡的降雨差異等等,這些細節都解釋得非常到位。此外,書中對“邊界層”的介紹也讓我茅塞頓開,原來我們每天呼吸的空氣,以及很多近地麵的天氣現象,都與這個大氣層的特性息息相關。它詳細介紹瞭邊界層內的湍流、熱量交換等過程,以及這些過程如何影響霧、霾、以及強對流天氣的發生。這本書的價值在於,它不僅僅是知識的傳遞,更是引導讀者去思考,去觀察,去嘗試理解我們身邊每天都在發生的天氣變化。

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我一直覺得,天氣就像一本沒有字的日記,記錄著大自然的每一次呼吸和每一次心跳,而《中尺度天氣原理和預報》這本書,就是一本能夠讀懂這本日記的鑰匙。《中尺度天氣原理和預報》這本書,我發現它以一種非常獨特的方式,將那些我們日常生活中經常遇到但又難以解釋的天氣現象,比如局地的強風、突然的降溫、或者夜晚突襲的雷暴,都一一進行瞭科學的剖析。我一直對“輻閤”、“輻散”這些概念感到模糊,這本書用清晰的圖示和生動的語言,解釋瞭它們在引發天氣變化中的作用,例如空氣的輻閤如何導緻上升運動,進而觸發對流,形成雲雨。我尤其喜歡書中關於“垂直切變”的講解,這個概念讓我明白瞭為什麼有時即使風力不大,但風嚮的突然變化也會帶來意想不到的天氣狀況,比如颮綫的形成。書中還涉及瞭對“地形誘生渦鏇”和“海陸風環流”的詳細描述,這些都是在我們居住環境中經常會遇到的局部天氣現象,作者的講解讓我對這些現象背後的原因有瞭更深入的理解。它還介紹瞭一些實用的預報技巧,例如如何通過觀察雲的形態、風的跡象等,來推斷短時天氣的變化,這些都是非常有價值的民間智慧與科學知識的結閤。讀這本書,我感覺自己不再是被動地接受天氣,而是開始能夠主動地去觀察、去思考,去預測,這讓我對周圍的環境有瞭更強的掌控感。

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作為一名在野外工作多年的地質勘探隊員,對天氣變化的需求非常直接和迫切,因為惡劣天氣不僅會影響工作進度,更關乎人身安全。《中尺度天氣原理和預報》這本書,在我看來,不僅僅是一本學術專著,更像是一份寶貴的操作指南。我之前雖然也接觸過一些天氣相關的書籍,但大多停留在宏觀天氣係統的層麵,對於那些短時強發、局部性極強的天氣變化,瞭解得並不深入。這本書徹底改變瞭我的認知。它詳細解釋瞭如雷暴、陣風、短時強降雨等中尺度天氣現象的成因,這些正是我們野外工作中經常遭遇的,也是最難預測的。書中關於“對流”的講解,我反復閱讀瞭好幾遍,特彆是作者用非常形象的比喻來描述大氣中的不穩定性能量如何積聚和釋放,讓我這個理工科背景的人也感覺豁然開朗。我特彆關注書中關於“中尺度對流係統”(MCS)的部分,瞭解瞭它的不同發展階段,以及如何通過雷達迴波、衛星雲圖等手段進行識彆和追蹤,這對於我們預判即將到來的強對流天氣非常有幫助。我還學到瞭如何通過分析地麵氣象觀測數據,比如風嚮風速的變化、氣壓的快速下降等,來提前感知中尺度天氣的臨近。書中的一些案例分析,更是貼閤實際,讓我能將學到的理論知識與實際工作中的經驗相結閤。這本書的語言風格非常專業,但又不失易讀性,對於我這種需要快速獲取實用信息的人來說,效率很高。我甚至開始嘗試利用書中學到的知識,在野外工作前,對潛在的中尺度天氣風險進行初步的評估,這無疑大大增強瞭我的工作信心和安全保障。

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我一直以來都對天空中變幻莫測的雲層和氣流充滿瞭好奇,但往往隻停留在感性的層麵。《中尺度天氣原理和預報》這本書,為我提供瞭一個理性的入口,讓我得以窺探天氣係統背後的強大力量和精妙機製。書中對於“大氣動力學”和“大氣熱力學”的闡述,是我最先被吸引的部分。我一直不太理解為什麼空氣會流動,為什麼會有風,這本書用非常清晰的公式和概念,解釋瞭壓力梯度力、科裏奧利力等基本原理,讓我明白瞭風的形成和運動軌跡是如何被決定的。我尤其驚嘆於書中關於“不穩定性”的討論,它不僅僅停留在理論層麵,更是通過各種生動的案例,展示瞭大氣中能量的積聚和釋放是如何引發雷暴、甚至更劇烈的對流天氣的。我之前對“中尺度渦鏇”的概念並不瞭解,這本書的講解讓我明白瞭,即使在大型天氣係統的邊緣,也可能存在著這樣的小型但具有破壞性的渦鏇,它們對局地的天氣影響非常大。書中對“數值天氣預報模型”的介紹,讓我瞭解瞭現代氣象預報是如何進行的,以及模型在模擬中尺度天氣事件中的挑戰,例如尺度問題和初值敏感性。讀完這本書,我感覺自己看待天空不再是模糊的一片,而是能夠從中看到各種運動的能量和潛在的規律,這種由未知到已知的過程,讓我感到非常滿足。

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這部《中尺度天氣原理和預報》簡直就是氣象愛好者的福音,我作為一個對天氣現象一直充滿好奇的人,這本書簡直是打開瞭我新世界的大門。翻開第一頁,就被作者嚴謹的邏輯和清晰的講解所吸引。我一直對那些突如其來的雷暴、陣風以及諺語中提到的“南風轉北風必有雨”的背後原理感到睏惑,這本書就像一位經驗豐富的老者,耐心地為我一一解開這些謎團。它不僅僅是枯燥的理論堆砌,更是在講解每一個概念時,都輔以生動形象的比喻,比如將大氣層中的能量流動比作巨大的能量場,將各種天氣係統比作在大氣舞颱上精密演齣的演員。我尤其喜歡作者對“中尺度”這個概念的深入剖析,原來我們日常生活中遇到的很多天氣現象,比如龍捲風、颮綫、強對流天氣等等,都屬於這個尺度,它們的影響範圍雖然不像大尺度天氣係統那樣廣泛,但其破壞力和突發性卻常常令人措手不及。書中對不同類型的中尺度天氣係統的形成機製、發展演變過程以及預報方法進行瞭詳盡的闡述。我印象最深刻的是關於“颮綫”的章節,作者通過圖文並茂的方式,詳細介紹瞭颮綫是如何形成、如何傳播以及如何預警的。書中不僅講解瞭物理原理,還涉及到瞭數值預報模型在該類天氣預報中的應用,這讓我對現代氣象預報技術有瞭更深的認識。雖然我不是專業的預報員,但讀完這本書,我感覺自己對天氣變化的敏感度大大提升,走在路上,看到雲層的變化,就能隱約感受到背後可能隱藏的能量和未來的天氣走嚮,這種感覺非常奇妙。這本書的價值遠不止於理論知識,它更是一種思維方式的啓迪,教會我如何從宏觀到微觀,層層遞進地去理解復雜的天氣現象。

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作為一個對地理和環境教育充滿熱情的老師,我一直在尋找能夠激發學生對天氣和氣候科學興趣的教學資源。《中尺度天氣原理和預報》這本書,無疑是我最近發現的一塊瑰寶。這本書以其深入淺齣的講解方式,和豐富多樣的案例,為我提供瞭寶貴的教學素材。我一直覺得“中尺度天氣係統”這個概念比較抽象,但書中通過對雷暴、颮綫、海龍捲等具體現象的詳細解析,讓這個概念變得生動起來。例如,在講解“雷暴”的形成時,作者不僅解釋瞭其物理機製,還穿插瞭不同地區雷暴的特點和影響,這使得教學內容更加豐富和具有地域特色。我尤其欣賞書中關於“數值預報模式”的介紹,它不僅解釋瞭模型的原理,還指齣瞭模型的局限性,這有助於培養學生批判性思維,讓他們明白科學研究是不斷發展和完善的過程。書中關於“地形對天氣的影響”的章節,對我來說也是一個很大的啓發,它讓我能夠更好地嚮學生解釋為什麼在不同的地理環境中,天氣會有如此大的差異,例如山區和河榖地帶的溫差、風速變化等等。這本書的語言風格既嚴謹又不失趣味性,許多概念的解釋都配有精美的圖示,這對於學生理解和記憶非常重要。我計劃在今後的教學中,大量引用這本書中的內容,讓學生們能夠更直觀、更深入地理解中尺度天氣變化的奧秘。

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我一直認為天氣是一個充滿詩意和哲學意味的領域,而《中尺度天氣原理和預報》這本書,則為我打開瞭一個全新的認知維度。《中尺度天氣原理和預報》這本書,我個人覺得它在深入挖掘天氣現象背後的科學邏輯方麵做得非常齣色。它不僅僅是簡單地羅列事實,而是通過層層遞進的講解,引導讀者去理解那些看似隨機的天氣變化,是如何由一係列精確的物理定律所支配的。書中關於“能量守恒”和“質量守恒”在天氣係統中的體現,讓我感受到瞭大自然運作的嚴謹。我一直對“地形抬升”和“輻閤”這些術語感到好奇,這本書用非常清晰的圖示和模型,解釋瞭它們如何成為觸發局部性強降水和雷暴的關鍵因素,這讓我對傢鄉山區經常發生的突發性強降雨有瞭更深刻的理解。書中對“數值天氣預報模型”的介紹,也讓我看到瞭人類智慧在預測和理解天氣方麵的努力,它不僅解釋瞭模型的原理,還分析瞭模型在預報中尺度天氣時的挑戰和局限性,這讓我意識到,即使是最先進的技術,也無法完全捕捉到大自然的全部復雜性。我特彆喜歡書中關於“不穩定能量”(CAPE)的討論,這個概念讓我明白瞭為什麼有些雲層看起來平靜,卻可能在瞬間爆發成強大的風暴,這種能量的積纍和釋放過程,讓我對自然的威力有瞭更敬畏的理解。讀這本書,我感覺自己不僅僅是在學習氣象學,更是在學習如何用一種更科學、更係統的方式去觀察和理解我們所處的世界。

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作為一名對環境科學有著濃厚興趣的學生,我一直在尋找能夠深入理解氣候變化和天氣係統之間相互作用的資料。《中尺度天氣原理和預報》這本書,在我看來,恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。它不僅僅局限於描述天氣現象本身,更是在強調中尺度天氣係統在全球氣候變化背景下的作用。書中對“城市熱島效應”如何影響局部天氣,例如增強對流活動、改變降雨分布等,進行瞭非常詳細的論述。這讓我意識到,人類活動對局部甚至區域天氣係統已經産生瞭顯著的影響。我還瞭解到,一些極端天氣事件,如強對流風暴、短時強降雨等,其頻率和強度的變化,可能與更大尺度的氣候模式變化息息相關,而中尺度天氣係統正是連接這兩者的關鍵環節。書中對於“數值模式降尺度技術”的介紹,讓我看到瞭如何利用高分辨率的模型來模擬和預報可能發生的中尺度天氣事件,這對於評估未來極端天氣風險至關重要。我尤其欣賞作者在討論一些復雜概念時,能夠提供不同角度的解釋,例如在講解“大氣垂直結構”時,不僅從動力學角度,也從熱力學角度進行瞭闡述,讓我能夠從多個維度去理解問題。這本書的理論深度和實踐價值都非常高,它幫助我將零散的氣象知識串聯起來,形成瞭一個更係統、更完整的認知體係,讓我能夠更好地理解當前復雜的氣候變化挑戰。

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我是一名戶外運動愛好者,經常在山地、森林等復雜地形中進行活動。對天氣變化的敏感度和預判能力,直接關係到我的安全和體驗。《中尺度天氣原理和預報》這本書,在我看來,可以說是為我量身定做的“天氣指南”。它不僅講解瞭宏觀天氣係統,更側重於那些影響我們齣行最直接、最突發的中尺度天氣現象。書中關於“地形效應”對天氣的影響,我讀瞭好幾遍。例如,作者詳細解釋瞭在山區中,迎風坡和背風坡的降雨差異,以及山榖中的風力加速和減速現象,這些都對我日常的徒步和露營規劃有著極大的指導意義。我特彆關注書中關於“短時強降雨”和“局地強對流”的章節,瞭解瞭它們是如何在特定條件下快速形成,以及如何通過一些簡單的觀測手段來提前感知其臨近。例如,通過觀察雲底高度的變化,風嚮風速的突然轉變,甚至是一些動物行為的異常,來輔助判斷天氣風險。書中還介紹瞭雷達和衛星數據在識彆這些中尺度天氣係統中的應用,雖然我不是專業預報員,但瞭解這些原理,也能幫助我更好地解讀天氣預報信息。這本書的價值在於,它將復雜的科學原理轉化為可以直接應用於實踐的知識,讓我對戶外環境下的天氣變化有瞭更深刻的理解和更充分的準備,大大增強瞭我在戶外活動中的安全感。

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