邊界層氣象學基本原理

邊界層氣象學基本原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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價格:71.20元
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isbn號碼:9787030579249
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圖書標籤:
  • 李旭輝
  • 教材
  • 大氣科學
  • 2018
  • 氣象學
  • 邊界層
  • 大氣科學
  • 氣象物理
  • 微氣象
  • 數值模擬
  • 大氣湍流
  • 環境氣象
  • 氣象觀測
  • 大氣汙染擴散
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具體描述

好的,以下是一份不涉及《邊界層氣象學基本原理》內容的圖書簡介: --- 書名:《海洋動力學與氣候係統》 內容簡介 本書深入探討瞭海洋在地球氣候係統中所扮演的核心角色。海洋,作為地球上最大的水體和熱量儲存庫,其動力學過程直接影響著全球氣候的長期演變和短期波動。本書旨在為海洋學、氣候學、大氣科學以及相關環境科學專業的學生、研究人員和工程師提供一個全麵而深入的知識框架,闡述海洋內部的運動規律、能量交換機製及其與大氣、冰雪圈的復雜耦閤關係。 全書結構清晰,內容涵蓋瞭從微觀尺度的湍流混閤到宏觀尺度的全球環流模式等多個層次。 第一部分:海洋物理基礎與基本方程 本部分首先建立起研究海洋動力學的理論基石。我們從流體力學和熱力學的基本原理齣發,詳細推導瞭描述海水運動的納維-斯托剋斯方程在地球鏇轉參考係下的形式——即海洋動力學方程組。重點討論瞭科裏奧利力、壓力梯度力和粘性力在海洋運動中的作用機製。 隨後,本書詳細分析瞭浮力效應。通過引入布伊尼斯誇(Brunt-Väisälä)頻率的概念,我們解釋瞭海水密度(受溫度和鹽度控製)如何驅動垂直分層和內部波的形成。此外,對邊界條件的處理,特彆是與海麵(大氣-海洋界麵)和海底的相互作用,進行瞭詳盡的數學描述,為後續的動力學分析打下堅實基礎。 第二部分:小尺度過程與混閤 海洋內部的能量耗散和物質再分配主要依賴於湍流混閤過程。本部分聚焦於尺度較小的海洋動力學現象。我們詳細剖析瞭風應力在海錶激發齣的Ekman輸運及其對海水分層和上升流/下降流的貢獻。垂直混閤過程,包括剪切不穩定性、內部波破碎以及微尺度湍流的參數化方法,是本章的重點。書中不僅介紹瞭經典的KPP(K-Profile Parameterization)模型,還探討瞭更先進的、基於能量守恒的混閤模型,這些模型對於準確模擬近錶層混閤層(Mixed Layer)的深度和特性至關重要。 第三部分:中尺度與大尺度環流 海洋環流是全球物質和熱量輸送的主動脈。本書將中尺度(數百公裏)和地轉性環流(大尺度)視為連接局部過程和全球氣候的關鍵環節。 在中尺度部分,我們深入研究瞭中尺度渦鏇(Mesoscale Eddies)的生成、傳播與衰減。渦鏇在熱量、鹽度和動量嚮上傳輸中扮演著不可或缺的角色,本書通過衛星高度計數據和數值模擬的案例,展示瞭渦鏇的統計特徵及其對海洋熱力結構的影響。 在大尺度環流方麵,本書係統闡述瞭全球溫鹽環流(Thermohaline Circulation, THC)的驅動機製。我們追溯瞭北大西洋深層水(NADW)和南極底層水(AABW)的形成路徑,分析瞭深水形成的物理機製,並探討瞭洋流對大氣熱量再分配的“傳送帶”效應。對於地轉平衡和慣性平衡的深入討論,幫助讀者理解大尺度洋流的穩定性。 第四部分:波浪、潮汐與海岸動力學 海洋的運動不僅僅是持續性的流場,還包括周期性的波動。本部分側重於描述波浪動力學和潮汐現象。 關於波浪,本書涵蓋瞭從毛細波到重力波的分類,詳細推導瞭深水和淺水波浪的傳播方程,並利用譜方法分析瞭風浪場的演化,包括風浪的增長、波浪的自相關和耗散過程。 潮汐方麵,我們從歐拉-拉格朗日視角解釋瞭天文潮汐的生成機製,區分瞭開闊海洋的無摩擦潮汐與沿岸地區的耗散效應。海岸動力學部分則關注波浪破碎、沿岸流(如長岸流)以及泥沙輸運的基本原理,這些對於海岸工程和生態保護具有實際意義。 第五部分:海洋與氣候係統的耦閤 本書的最後一部分將海洋動力學置於更廣闊的氣候背景下考察。我們詳細分析瞭海洋與大氣之間的關鍵相互作用,特彆是熱量、水汽和動量的交換。 重點章節討論瞭ENSO(厄爾尼諾-南方濤動)現象的動力學模型,解釋瞭海溫異常如何通過大氣反饋機製在全球範圍內産生氣候遙相關效應。此外,書中也探討瞭海洋在長期氣候變化中的作用,如海洋熱含量(OHC)的上升趨勢、海洋吸收二氧化碳的能力,以及海洋環流對冰蓋融化和海平麵上升的響應機製。通過對耦閤模型的分析,本書引導讀者理解如何利用海洋動力學知識來預測和適應未來的氣候變化情景。 適用對象 本書適閤作為高等院校海洋科學、地球物理學、氣象學、環境科學以及水利工程等專業本科高年級和研究生階段的教材或參考書。其嚴謹的數學推導和豐富的物理圖像,將有助於讀者建立起對海洋復雜動力係統的深刻理解。 ---

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書讓我認識到,原來“濕度”不僅僅是空氣中水汽的多少,而是一個非常復雜的物理過程。《邊界層氣象學基本原理》這本書,帶我深入瞭解瞭大氣邊界層內的水汽交換和相態變化。我之前以為空氣中的水就是水滴或者水蒸氣,但書中詳細解釋瞭蒸發、凝結、升華、凝華等過程,以及它們是如何在邊界層內相互轉化的。我尤其對書中關於飽和水汽壓和相對濕度的概念印象深刻。這些概念讓我明白瞭為什麼在不同溫度下,空氣能夠容納的水汽量是不同的,也讓我明白瞭為什麼在清晨容易齣現露水和霧。書中還探討瞭水汽在邊界層內的垂直輸送,以及它如何影響局地的降水分布。這讓我明白瞭為什麼有些地方多雨,有些地方乾旱,這背後都有著邊界層內水汽運動的規律。而且,書中還介紹瞭邊界層濕度廓綫,也就是濕度隨高度的變化情況,這對於理解降水的形成和大氣穩定度都至關重要。這種從微觀的水汽分子運動到宏觀的降水形成,都進行瞭細緻的闡述,讓我覺得對“濕潤”這個概念有瞭更科學、更深刻的理解,不再是簡單的感受,而是能夠去追溯其背後的物理機製。

评分☆☆☆☆☆

這本書讓我看到瞭大氣邊界層這個“看不見的世界”是多麼的“熱鬧”和“有規律”。《邊界層氣象學基本原理》這本書,讓我認識到大氣邊界層內的湍流運動是多麼的重要。我之前以為湍流就是一種混亂的空氣攪動,但書中詳細解釋瞭湍流是如何産生的,以及它在動量、熱量和水汽輸送中所起到的關鍵作用。我尤其對書中關於湍流擴散的描述印象深刻,它就像一個巨大的“混閤器”,將地錶的汙染物、熱量和濕氣嚮上輸送,並將高空的冷空氣嚮下輸送,使得邊界層內的空氣能夠更加均勻地混閤。這讓我明白瞭為什麼在白天,邊界層內的溫度和濕度分布通常比夜間更均勻。書中還介紹瞭不同類型的湍流,比如晴天白天的熱力湍流,以及受風力作用産生的動力湍流,這些不同的湍流類型,對邊界層的結構和能量交換有著不同的影響。而且,書中還探討瞭湍流如何影響大氣中的化學反應和汙染物擴散,這讓我明白瞭為什麼有時候空氣質量會突然變差。這種對湍流這個看似微觀但影響巨大的過程的深入剖析,讓我對大氣邊界層的動態過程有瞭更深層次的認識,不再將其視為一個簡單的“大氣層”,而是充滿瞭復雜互動和能量交換的動態係統。

评分☆☆☆☆☆

這本書讓我明白瞭,原來我們每天呼吸的空氣,並不是一個靜態的“盒子”,而是一個充滿能量和物質交換的動態區域。《邊界層氣象學基本原理》這本書,將我帶入瞭大氣邊界層這個充滿活力的世界。書中對於邊界層內能量收支的詳細剖析,讓我認識到地錶的熱量是如何被空氣吸收、輸送和儲存的。我尤其對書中關於湍流輸送的解釋印象深刻,那種看似混亂的空氣運動,實際上是驅動著動量、熱量和水汽在邊界層內高效混閤的關鍵。這讓我聯想到,為什麼在有風的日子裏,空氣感覺更清新,因為湍流在不斷地將地錶的空氣嚮上輸送,並將高空的空氣嚮下混閤。書中還詳細介紹瞭不同時間尺度下的能量平衡,比如日變化和季節變化,這讓我明白瞭為什麼夏天熱,鼕天冷,以及四季更替背後的能量驅動力。而且,書中還提到瞭邊界層的發展和演變,比如白天受太陽輻射加熱而擴張,晚上則因地錶冷卻而收縮,這種動態的變化過程,讓我覺得大氣充滿瞭生命力。這種從能量角度來理解大氣現象的視角,讓我覺得非常新穎,也讓我對許多天氣現象有瞭更深層的思考,不再僅僅停留在錶麵。

评分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對“水”在天氣中的作用有瞭更直觀認識的書。《邊界層氣象學基本原理》這本書,徹底改變瞭我對空氣中“水汽”的看法。我之前以為空氣中的水,無非就是變成雨雪或者留在空氣中的“濕氣”。但這本書讓我看到,水汽在邊界層內扮演著如此多樣的角色,並且是驅動許多天氣現象的關鍵因素。書中關於水汽平衡的講解,從地錶蒸發、植被蒸騰,到大氣中的水汽輸送、凝結,描繪瞭一個連續而復雜的水循環過程。我明白瞭為什麼在水體豐富的地區,空氣會顯得更濕潤,也更容易形成降水。書中關於飽和水汽壓、相對濕度的計算和解釋,讓我清晰地看到瞭水汽從無形到有形、再到液態、固態的轉變過程。這讓我對露水、霜、霧的形成有瞭科學的理解,不再覺得它們是憑空齣現的。尤其讓我著迷的是書中關於雲的形成和演變的部分,我明白瞭雲不僅僅是漂浮在空中的水滴,它們是大氣中水汽達到過飽和狀態後,在凝結核的作用下形成的。而不同類型的雲,其形成的高度、過程和包含的水汽量都不同,這直接影響著降水的強度和類型。而且,書中還提到瞭邊界層內水汽的垂直輸送,以及它如何影響局地的降水分布。這種對水汽從微觀到宏觀的細緻描繪,讓我對“潤物細無聲”的降水過程有瞭更深的理解和欣賞。

评分☆☆☆☆☆

這本書就像一幅精密的“天氣地圖”,讓我看到瞭隱藏在我們頭頂的復雜“地形”和“河流”。《邊界層氣象學基本原理》這本書,讓我對大氣邊界層內的“風”有瞭前所未有的認識。我一直以為風就是空氣在移動,但書中詳細闡述瞭驅動風的各種力,比如氣壓梯度力、科裏奧利力、摩擦力等等,並且解釋瞭它們如何相互作用,形成我們所感受到的風。我尤其對書中關於風的垂直變化和切變的描述印象深刻。我明白瞭為什麼在高空風速會更大,而且風嚮也會發生變化,這種垂直方嚮上的差異,直接影響著大氣環流和天氣係統的移動。書中還介紹瞭不同類型的邊界層風,比如晴天白天的地麵風,以及夜間可能齣現的輻射逆溫層風,這些都揭示瞭風的形成並非單一模式。讓我感到非常有啓發的是,書中還探討瞭風對汙染物擴散的影響,這讓我明白為什麼有時候工廠附近的空氣質量會更差,而開闊地帶的空氣則相對清新。這種從風的形成、變化到其作用的全麵講解,讓我覺得我對“風”這個最熟悉的陌生人有瞭全新的認識,不再是簡單地感受它的強度,而是能夠去思考它背後的物理過程。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我認識大氣的那扇窗戶!一直以來,我總覺得天氣是個很神秘、很難捉摸的東西,好像就是風啊、雨啊、雲啊隨意組閤。但讀瞭《邊界層氣象學基本原理》之後,我纔明白,原來在我們頭頂幾百米甚至幾公裏的範圍內,隱藏著一個如此精妙且動態的係統——大氣邊界層。書裏詳細講解瞭邊界層是如何形成的,比如太陽輻射如何加熱地錶,地錶又如何將熱量傳遞給空氣,以及地形、植被等因素如何影響這個過程。我尤其對書中關於湍流的解釋印象深刻,那種混亂卻又充滿規律的運動,竟然是驅動大氣能量和物質交換的關鍵。讀到那些關於動量、熱量和水汽如何通過湍流混閤的章節時,我仿佛看到瞭空氣在歡快地跳舞,將地錶的濕氣帶到高處,又將來自高空的冷空氣嚮下輸送,這一切都構成瞭一個不斷變化的立體網絡。書中的公式和圖錶雖然一開始有些挑戰,但作者的講解非常到位,一步步引導我理解瞭其中的邏輯。比如,解釋能量收支時,詳細列齣瞭淨輻射、感熱通量、潛熱通量等等,讓我清晰地看到瞭地錶能量的來龍去脈。這讓我聯想到生活中許多現象,比如為什麼夏天中午熱,傍晚涼快,為什麼海邊容易有風,這些都可以從邊界層的能量平衡中找到解釋。而且,書裏還提到瞭邊界層的垂直結構,比如摩擦層、斜壓層等等,讓我認識到大氣並非鐵闆一塊,而是有著不同的層次和特性,每層都有其獨特的物理過程在發揮作用。這種從宏觀到微觀,從概念到細節的深入剖析,讓我對大氣有瞭更立體、更深刻的認知,以前看天氣預報時隻是被動接受信息,現在則多瞭幾分思考,甚至能自己去揣測一些現象背後的原因。

评分☆☆☆☆☆

我一直以為大氣就是一個整體,要麼是晴天,要麼是雨天。《邊界層氣象學基本原理》這本書,讓我認識到大氣邊界層其實是一個充滿層次和結構的復雜係統。書中對邊界層垂直結構的劃分,比如地錶層、摩擦層、斜壓層等的描述,讓我明白瞭在大氣不同高度,其物理過程和特性是不同的。這就像把地球的大氣層比作一個巨大的洋蔥,每一層都有其獨特的“味道”和“玩法”。我特彆關注書中關於穩定度和不穩定性分析的部分,我明白瞭為什麼有些情況下空氣會快速上升形成強對流天氣,而有些情況下則會穩定存在。這種對大氣穩定性的理解,讓我對雷暴、冰雹等劇烈天氣有瞭更深刻的認識。書中還提到瞭逆溫層,也就是溫度隨高度升高而升高的現象,這在我看來是一種“反常”的現象,但作者卻詳細解釋瞭它的形成機製和對大氣運動的影響,比如它會阻礙空氣的垂直混閤。這讓我明白瞭為什麼有時候空氣汙染會加重,可能就與逆溫層的存在有關。而且,書中還分析瞭不同邊界層類型對大氣汙染物擴散的影響,這對我理解城市空氣質量問題非常有啓發。這種將大氣劃分為不同層次並深入分析每一層特性的方法,讓我覺得氣象學不再是模糊的概念,而是有瞭清晰的框架和邏輯。

评分☆☆☆☆☆

這本書為我解開瞭許多關於“熱”的疑惑。我一直覺得天氣冷暖就是太陽照得多不多,或者空氣是不是“乾”的,但《邊界層氣象學基本原理》這本書,讓我看到大氣邊界層內的熱量交換原來如此復雜而精妙。書中關於地錶能量收支的詳細介紹,讓我明白瞭太陽輻射不僅僅是簡單的加熱,還有反射、吸收等過程,而這些能量最終如何在地錶和大氣之間分配,決定瞭我們感受到的溫度。我尤其對潛熱和感熱的概念印象深刻。潛熱,就是水汽蒸發或凝結時吸收或釋放的熱量,這在我看來,簡直是大氣中的一個巨大的“熱量調節器”。當大量的水汽蒸發時,會吸收地錶的熱量,讓溫度降低;而當水汽凝結形成雲和雨時,又會釋放齣大量的熱量,這讓我明白瞭為什麼雷雨天氣往往伴隨著溫度的升高。書中還詳細解釋瞭感熱通量,也就是空氣直接被加熱或冷卻的過程,這與地錶的溫度緊密相關。讀到關於邊界層內熱量垂直輸送的章節時,我纔意識到,溫度不僅僅是平麵的分布,在垂直方嚮上,熱量也在不斷地混閤和輸送,形成瞭一個動態的三維熱力環境。這解釋瞭為什麼即使在地錶溫度很高時,高空可能依然寒冷。而且,書中還涉及瞭晴天和陰天、白天和夜間的能量收支差異,讓我明白瞭為什麼白天炎熱,夜晚涼爽,以及雲層對溫度的影響。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣現,簡直是把我從一個對氣象學的“門外漢”變成瞭一個能窺探“天機”的“學徒”。我一直以來就對各種天氣現象感到好奇,尤其是在觀察到一些極端天氣,比如突如其來的暴雨、漫長的乾旱,或者季節交替時空氣的變化時,總會想知道它們背後的機製是什麼。《邊界層氣象學基本原理》就像一把金鑰匙,為我打開瞭通往大氣物理過程的大門。書中關於地錶與大氣相互作用的描述,讓我茅塞頓開。我明白瞭為什麼鼕天我們會覺得冷,是因為地錶儲存的熱量在夜間散失;為什麼夏天空氣會潮濕悶熱,是因為大量的蒸發將水汽帶入瞭大氣。作者用非常生動的語言和詳實的圖示,解釋瞭諸如錶麵能量平衡、水分平衡等基本概念,並且深入探討瞭這些平衡是如何影響我們日常感受到的溫度、濕度和風力。讀到關於蒸發和凝結的章節時,我纔真正理解瞭水循環在邊界層內的具體錶現,以及它對天氣變化的影響有多麼巨大。那些關於近地麵水汽壓、飽和水汽壓的討論,讓我對露水、霜、霧的形成有瞭更清晰的認識。而且,書中還詳細闡述瞭風的形成和演變,從簡單的風壓梯度力,到科裏奧利力、摩擦力的引入,讓我一步步理解瞭為什麼風不是直綫吹,以及為什麼會形成各種規模的環流。對我來說,最具有啓發性的是書中關於邊界層高度變化的章節,我明白瞭為什麼白天邊界層會擴張,晚上又會收縮,這與地錶的加熱和冷卻有著直接的聯係。這種對大氣內部細微變化的描繪,讓我覺得氣象學不再是枯燥的科學公式,而是充滿生命力的動態過程。

评分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對“風”這個概念有瞭顛覆性認識的書。我之前以為風就是空氣在流動,無非就是大小和方嚮的區彆。《邊界層氣象學基本原理》這本書,卻把我帶入瞭大氣邊界層這個充滿細節的世界,讓我看到瞭風背後隱藏的復雜機製。書中對於動量輸送的解釋,真的讓我大開眼界。我一直以為風力直接取決於氣壓差,但書中詳細闡述瞭摩擦力在邊界層內如何削弱風速,以及科裏奧利力如何影響風嚮的偏轉。通過對這些力的詳細分析,我纔明白為什麼在地錶附近,風會比在高空顯得更弱,也更偏離氣壓梯度力的方嚮。書中關於湍流混閤的論述,更是讓我對風的垂直結構有瞭全新的理解。我明白瞭風不僅僅是水平方嚮的流動,在垂直方嚮上,湍流也會將地錶的動量嚮下輸送,從而影響近地麵的風速。這讓我聯想到生活中一些場景,比如在開闊的平原上,風往往比在城市建築群中更大,也更穩定,這或許就與建築物的摩擦和阻礙有關。而且,書中還介紹瞭不同類型的邊界層,比如晴朗無雲的白天邊界層,以及夜間可能齣現的輻射逆溫邊界層,不同類型的邊界層對風的結構和輸送能力都有著顯著的影響。這些細緻的描述,讓我對“風”這個我們司空見慣的現象,有瞭更深層次的敬畏和好奇。我甚至開始關注一些天氣圖上關於風的符號和錶示,試圖去理解那些麯綫和箭頭背後的物理意義。

评分☆☆☆☆☆

很有用!看著這書又從物理本質推導瞭一遍基本方程組,更加熟悉瞭。

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