暴雨预报的理论与实践

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出版者:气象
作者:林必元
出品人:
页数:128
译者:
出版时间:2006-1
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787502941109
丛书系列:
图书标签:
  • 气象学
  • 暴雨
  • 预报
  • 数值预报
  • 雷达气象
  • 短时临近预报
  • 灾害防治
  • 气象服务
  • 预报技术
  • 水文气象
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具体描述

《风雨操纵者:大气运动的科学与艺术》 本书深入探索了塑造我们星球天气模式的错综复杂的大气动力学,揭示了引发从和煦微风到毁灭性风暴的力的舞蹈。我们不仅仅关注预测,更致力于理解和驾驭风、雨、雪、冰雹等各种天气现象背后的根本原理。 第一章:大气之魂——空气的运动学 我们将从最基础的层面剖析空气的物理属性,包括其密度、压力和温度如何相互作用,驱动着大气的流动。你会了解到理想气体定律在理解大气压力梯度中的关键作用,以及空气粘性和湍流如何影响其宏观运动。本章将详细介绍牛顿运动定律在空气质点运动中的应用,阐述科里奥利力如何巧妙地改变地球表面上空气运动的方向,从而塑造出我们熟悉的全球环流模式。我们将通过数学模型和物理实验来形象地展示这些概念,让你对大气层作为一个动态流体系统的运作方式有一个深刻的认识。 第二章:热力学之脉——能量如何塑造天气 本章将聚焦于能量在驱动大气过程中的核心地位。我们会详细讲解太阳辐射如何到达地球,以及地表不同物质(陆地、海洋、冰雪)对太阳辐射吸收和反射的差异如何造成区域性的温度梯度。潜热的释放和吸收,尤其是在水汽凝结和蒸发过程中,是天气系统演变的关键驱动力。我们将深入探讨绝热过程,解释空气在上升或下降时温度的变化,这直接关系到云的形成和降水的产生。你将学习到焓、熵等热力学基本概念在大气能量平衡分析中的应用,以及不稳定能量(CAPE)如何量化大气中可能产生的剧烈对流过程。 第三章:云与雾的编织——水汽的生命周期 水是天气系统中最活跃的参与者。本章将追溯水汽在大气中的完整生命周期:从地表蒸发,到上升过程中因冷却而凝结成云滴或冰晶,再到云内粒子碰撞合并发展成降水,最终落回地表。我们会详细介绍不同类型云的形成机制,包括层状云、积云和卷云等,以及它们各自对应的大气稳定度条件。你将了解到凝结核在云滴形成中的重要性,以及冰相过程(如伯格隆过程)在高纬度地区降水形成中的关键作用。此外,我们还会探讨雾的形成原因和类型,以及它们对能见度的影响。 第四章:风的语汇——气压梯度与风的形成 风是大气运动最直接的表现。本章将深入剖析气压梯度力如何成为风产生的根本原因。我们将详细解释地转偏向力(科里奥利力)如何影响近地面的风向,从而形成与气压梯度力相平衡的地转风。你将学习到不同尺度的风系,如行星风带、季风、海陆风以及山谷风等,以及它们是如何在特定地理条件下形成的。摩擦力对近地面风的影响也将被详细讨论,解释为何近地面风速通常小于高空风速,并且风向也与地转风存在差异。本章还将介绍风的测量方法和常用的风的表示方式。 第五章:气旋与反气旋的舞蹈——天气系统的演变 天气系统是大气的“舞蹈者”,它们不断地形成、发展和消亡。本章将聚焦于描述气旋(低压系统)和反气旋(高压系统)的动力学特征。你将了解到气旋如何聚集暖湿空气并伴随上升运动,从而引发降水和不稳定天气,而反气旋则伴随下沉运动,通常带来晴朗稳定的天气。我们将深入探讨锋面(冷锋、暖锋、滞留锋、锢囚锋)的形成机制及其与天气变化的关系。你将学习到天气图的解读方法,以及如何通过气压场、温度场和风场等信息来判断天气系统的性质和发展趋势。 第六章:极端天气现象的物理机制——从闪电到龙卷风 本书不会回避那些最具破坏性的天气现象。我们将深入探究雷暴的产生过程,包括强对流、闪电和雷电的物理原理。你将了解到积雨云中电荷分离的机制,以及闪电的放电过程。关于冰雹的形成,本章将详细阐述其在强对流云中的生长过程,以及影响冰雹大小的关键因素。而对于令人敬畏的龙卷风,我们将剖析其形成所需的特定环境条件(例如超级单体风暴),以及其强大的旋转和破坏力的物理根源。此外,本书还将简要提及台风(飓风、气旋)的生成和发展,以及它们的能量来源和影响。 第七章:大气遥感与探测——窥探天空的秘密 了解天气不仅需要理论,更需要精确的观测。本章将介绍现代气象观测技术,包括地面气象站、探空气球、多普勒雷达和气象卫星等。你将学习到不同观测手段如何提供关于温度、湿度、气压、风速、风向和降水等关键气象信息的。雷达回波的原理及其在降水强度和风暴结构分析中的应用将被详细介绍。气象卫星提供的云图、红外图像和水汽图像如何帮助我们监测大范围天气系统的演变,也将成为本章的重点。 第八章:气候与天气——尺度的差异,内在的联系 尽管本书侧重于天气现象,但理解气候对于认识天气模式的长远影响至关重要。本章将探讨天气系统与气候系统之间的联系,解释天气是气候的瞬时表现,而气候则是天气现象在长时间内的统计平均。我们将简要介绍气候变化如何可能影响极端天气的频率和强度,以及人为因素如何介入其中。同时,你也将了解到气候模式是如何通过模拟大气和海洋的相互作用来预测未来气候趋势的。 《风雨操纵者:大气运动的科学与艺术》旨在提供一个全面而深入的视角,让你不仅能理解风雨的来去,更能洞悉其背后的科学原理。我们相信,通过掌握这些知识,你将对我们赖以生存的大气环境有一个更深刻的敬畏和理解。

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读后感

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用户评价

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让我感到有些意外的是,作者在叙事风格上的变化。在介绍那些高度数学化的章节时,语言显得严谨、克制,如同最精确的仪器在测量,每一个用词都经过了反复的推敲,生怕产生歧义,这种风格让人感到一种严肃的学术氛围。然而,当他转而讨论预报员的心理预期管理和信息发布策略时,笔锋陡然一转,变得富有哲思和人文关怀。他探讨了如何向公众传达“不确定性”而不引起恐慌,以及如何平衡科学的严谨性和公众可理解性的艺术,这部分内容读起来,仿佛在聆听一位饱经风霜的行家在分享其职业生涯中的高光时刻与沉痛教训。这种在冰冷数据和温热人性之间的自由切换,使得整本书的阅读体验层次异常丰富,避免了纯技术书籍容易产生的枯燥感。

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这本书的实用价值体现在它对“实践”二字的诠释上,远超出了教科书的范畴。作者似乎深知理论与现场工作之间的鸿沟,因此在介绍各种数值模式(NWP)的初始化和边界层参数化方案时,没有停留在枯燥的描述,而是穿插了大量“如果……将会如何”的案例分析。我特别关注了其中关于集合预报(Ensemble Forecasting)的部分,作者不仅详细解释了扰动生成的方法,更重要的是,他讨论了如何根据不同的天气系统特征,动态调整扰动幅度和模式成员数量的实战策略。这种将“知道”转化为“做到”的桥梁搭建,对于需要进行即时决策的专业人士来说,简直是无价之宝。它不是告诉你该怎么算,而是教你如何在数据稀疏、时间紧迫的环境下,做出最科学的判断,充满了经验的重量感。

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这本书的封面设计简直是视觉的盛宴,那种深沉的蓝色调配上抽象的光影效果,立刻就抓住了我的眼球。我拿到它的时候,感觉就像捧着一块沉甸甸的知识宝藏。内页的纸张质感也相当出色,印刷清晰锐利,阅读起来非常舒适,长时间盯着也不会感到疲劳。装帧工艺透露着一种匠人的细致,即便是侧边切口也处理得光滑平整,这种对细节的打磨,让我对书中内容的专业性凭添了几分信任。我尤其欣赏它在排版上的用心,图表与文字的穿插布局得体,逻辑线条清晰可见,即便是复杂的概念,也能通过恰到好处的留白和引文格式,变得更容易消化吸收。它不仅仅是一本书,更像是一件精心制作的艺术品,放在书架上也是一道亮丽的风景线,彰显着阅读者对高品质文献的追求。整体来看,这本书从外在的感官体验上,就已经超越了许多同类书籍的平均水平,让人在翻阅之初就心生敬畏。

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我以一个资深气象爱好者的角度来审视这本书的内容架构,不得不说,作者在宏观框架的构建上展现了惊人的洞察力。他没有陷入单纯的公式堆砌,而是巧妙地将理论的源头、历史的演变,以及现代技术的融合,编织成一张严密的网。阅读过程中,我发现作者对于基础物理定律的阐述,采用了极其生动且富有启发性的类比,即便是对于那些接触过基础流体力学的人来说,也能从中挖掘出新的理解层次。比如,他对湍流理论在实际预报模型中的近似处理,那段论述深入浅出,将数学的抽象美感与现实世界的混沌性完美结合。更让我赞叹的是,书中对“边界条件敏感性”的探讨,那种对模型误差来源的层层剥笋式的剖析,极具说服力,让人不得不佩服其对复杂系统建模的深刻理解。这本书无疑是为那些不满足于表层知识、渴望探究“为什么”的深度学习者准备的。

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总而言之,这本书为我打开了一个全新的视角来看待那些我们习以为常的日常天气现象。它不仅仅是关于风和雨的科学,更是关于信息处理、复杂系统管理以及人类认知局限性的深刻反思。我惊喜地发现,书中对“信息熵”在预报过程中的应用探讨,触及了更深层次的系统论哲学。阅读过程虽然需要投入极大的专注力,但随之而来的知识飞跃感是巨大的,仿佛头顶上的那层“认知迷雾”被飓风般的力量吹散了。对于那些期望从根本上理解驱动我们这个星球大气运动的底层逻辑,并希望将这种理解转化为更具前瞻性思考能力的人来说,这本书无疑是一次里程碑式的阅读投资,它的价值将随着时间的推移和经验的积累,持续地增值。

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