数值天气预报 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　数值天气预报是目前气象科学尖端的科技之一，也是未来气象预报技术的必然发展趋势。理论上，数值天气预测是气象学者运用流体力学、物理定律写成方程式，再根据观测得来的气压、温度、湿度、风速等气象资料作变数，以数值方法求得近似解，并利用电脑快速运算的性能，推算下一时刻的天气状况。本书结合这些特性，以发展数值预报的眼光，有系统的对此学门所包含的种种问题做了深入地介绍及讨论。本书首先透过基本控制方程式、大气波动与地转调整的介绍后，引入了尺度分析之概念，探讨简化模式之求取，紧接着介绍数值方法并讨论未经简化之原始方程模式。更进而介绍客观分析与模式之初始化过程。而有关模式物理过程的处理包括了水汽、边界层及辐射效应等的讨论。有了上述之阐述后，更进一步以实例说明对各种天气现象（各种天气尺度）如何建立数值预报模式及回顾评介其近来的发展，同时并以中央气象局为例，说明其数值天气预报作业系统。

《世界气候变迁：历史的脉络与未来的挑战》 内容简介 本书深入探讨了地球气候系统自远古时代至今的演变历程，聚焦于驱动气候变化的自然机制与人类活动的影响。它不仅仅是一部气候科学的教科书，更是一部关于地球生命史的宏大叙事，旨在为读者构建一个全面、细致且充满洞察力的气候图景。 第一部分：遥远的过去——地球气候的自然节律 本书的第一部分追溯了地球气候的深层历史，从太阳系形成初期的炙热到冰期与间冰期的周期性交替。我们首先考察了地球轨道参数的变化（米兰科维奇旋律）如何在全球尺度上调控太阳辐射的分布，这被视为驱动更新世冰期循环的核心天文因素。 接着，我们详细剖析了地质时间尺度上的气候驱动力。通过古地磁学、沉积学和同位素地球化学的证据，本书重建了显生宙（Phanerozoic Eon）以来数亿年间的全球气候状态。重点介绍了“温室地球”时期（如古新世-始新世极热事件，PETM）与“雪球地球”时期（Snowball Earth）的极端气候情景。我们探讨了火山活动、大陆漂移（板块构造）对大气环流和洋流模式的长期重塑作用，以及它们如何通过影响二氧化碳的循环速率来调节全球温度平衡。 在这一部分中，对古气候重建技术的介绍占据了重要篇幅。氧同位素比值在冰芯、深海沉积物和珊瑚骨骼中的应用，如何为我们提供了过去温度、海平面和降水量的精确“指纹”。读者将了解到，气候并非一个静态的背景，而是一个由内部反馈机制（如云层效应、碳循环失衡）不断修正的动态系统。 第二部分：近代变迁——工业革命前后的气候信号 本书的第二部分将视角聚焦于过去数百年间，特别是工业革命爆发以来气候系统的快速变化。在这一阶段，自然信号与人为强迫开始交织，使得气候研究进入了高分辨率的时代。 我们详细考察了小冰期（Little Ice Age）的结束过程，分析了太阳活动变化、火山爆发对这一时期区域性气候波动的影响。随后，笔锋转向人类社会对气候的早期干预，尽管规模尚小，但煤炭燃烧和早期森林砍伐已开始在区域尺度上留下痕迹。 本部分的核心是建立现代气候学的基础。我们回顾了傅里叶、廷德尔等先驱科学家如何发现温室气体的基本物理性质。对19世纪末至20世纪中叶的气温记录、海洋热力学数据以及大气成分监测（如莫纳罗亚站的二氧化碳曲线）的梳理，构筑了现代气候变化叙事的科学基石。书中强调了气候系统内部的“惯性”——海洋在吸收和重新分配热量方面所扮演的关键角色，解释了地表温度上升与海洋深层变暖之间的联系。 第三部分：人与气候的交锋——当代驱动力与反馈机制 第三部分深入剖析了当前气候变化的主要驱动力及其复杂的反馈循环。本书清晰地区分了自然强迫（如太阳辐射的微小变化、大型火山喷发）和人为强迫（温室气体排放、气溶胶污染、土地利用变化）。 对温室气体效应的论述细致入微，不仅关注二氧化碳，还涵盖了甲烷、一氧化二氮以及氟化气体的全球变暖潜能（GWP）及其大气寿命。书中用大量图表展示了不同排放情景下，大气成分浓度与全球平均温度上升之间的量化关系。 重点讨论了气候系统中的关键反馈环路： 1. 冰雪反照率反馈： 极地冰盖融化导致地表反射率降低，吸收更多热量，加速融化。 2. 水汽反馈： 气温升高增加大气持水能力，水蒸气作为强温室气体进一步推高温度。 3. 碳循环反馈： 永久冻土融化释放的甲烷和二氧化碳，以及海洋吸收能力的饱和效应。 这些反馈机制的相互作用，决定了气候对外部强迫的敏感性，这是理解未来气候轨迹的关键所在。 第四部分：气候的宏观影响——从区域到全球的冲击 本书的第四部分将理论模型与实际观测结果相结合，系统阐述了气候变暖对地球系统的多方面影响。 我们探讨了冰冻圈的剧变：格陵兰和南极冰盖的质量损失、高山冰川的消退，以及这对区域水资源供应和全球海平面上升的直接贡献。海平面上升的区域差异性（受重力场和洋流变化影响）被详细分析。 海洋系统的变化同样是重点：海洋酸化对珊瑚礁生态系统的威胁、海洋热浪的频率增加、以及主要洋流系统（如大西洋经向翻转环流AMOC）的潜在减速风险及其对欧洲气候的影响。 在陆地生态系统方面，本书分析了物种地理分布的迁移、生态系统生产力的变化以及极端天气事件（热浪、强降水、干旱）的频率和强度变化。不同地理区域（如地中海地区、热带雨林、北极苔原）面临的具体风险和适应挑战被逐一呈现。 第五部分：探索未来——气候系统建模与不确定性 最后一章聚焦于气候预测科学的前沿。本书详尽介绍了全球气候模型（GCMs）的结构、参数化方案和迭代改进过程。我们解释了模型如何从描述基本物理定律出发，整合复杂的生物地球化学过程，以模拟未来数十到数百年间的气候状态。 书中坦诚地讨论了气候预测中的不确定性来源：一是情景不确定性（人类社会排放路径的选择，即不同的社会经济路径SSP）；二是模型不确定性（对复杂云层过程和碳循环反馈的模拟差异）。通过对不确定性区间的解读，读者能够更科学地理解气候预报的可靠范围和关键的决策点。 结论：认知、选择与行动 全书的收尾部分，超越了纯粹的科学描述，引导读者反思气候知识在人类社会决策中的作用。它强调了对地球系统运行规律的深刻理解，是制定有效长期适应和减缓策略的基础。本书旨在激发读者对地球环境的敬畏之心，并提供一个扎实的知识框架，以应对人类世所面临的最重大的环境挑战。它是一部关于地球的过去、现在和潜在未来的深度研究。

评分☆☆☆☆☆

我一直对大气层里的种种奥秘充满好奇，尤其是那些看似神秘莫测的天气变化，总让我忍不住去思考它们背后的逻辑。《数值天气预报》这本书，就仿佛是一把钥匙，为我揭开了这层神秘的面纱。作者以一种非常严谨又不失趣味的方式，带领读者一步步深入到数值天气预报的核心。从建立数学模型来描述大气运动，到如何收集和处理海量的观测数据，再到利用超级计算机进行复杂的计算，每一步都让我惊叹于人类智慧的结晶。我特别欣赏书中关于“模式发展与演进”的章节，它不仅仅罗列了各种数值模式的名称和特点，更是深入剖析了不同模式在处理不同尺度、不同类型天气现象时的优势与劣势，以及它们是如何在实践中不断被改进和优化的。书中对“同化技术”的讲解也让我大开眼界，原来那些来自卫星、雷达、探空气球的零散数据，是通过如此精妙的方法被融合进模式的，这极大地提升了预报的准确性。读完这本书，我再去看天气预报时，心中不再只有简单的“晴”或“雨”，而是能联想到背后庞大的计算系统、复杂的物理模型和精密的误差分析，对气象工作者也多了一份敬意。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对技术细节充满兴趣的读者，我一直在寻找一本能深入浅出介绍数值天气预报原理的书。《数值天气预报》这本书，无疑满足了我所有的期待，并且远超预期。作者在书中构建了一个清晰的知识体系，从宏观的大气动力学基础，到微观的物理过程参数化，再到实际应用中的模式后处理技术，几乎涵盖了数值天气预报的方方面面。我特别喜欢书中关于“模型精度与分辨率”的讨论，作者通过生动的比喻和图例，解释了为什么更高的分辨率并不总是意味着更好的预报效果，以及在实际应用中需要权衡的各种因素。书中对“临近预报”和“短期预报”的差异化处理方式的介绍，也让我对不同时间尺度的预报技术有了更深入的理解。令人印象深刻的是，作者并没有回避数值预报的挑战和不确定性，反而通过详细的案例分析，说明了如何利用概率预报和风险评估来更好地服务于决策者。这本书的叙述风格非常专业，但又不乏生动性，充满了学术严谨性和实践指导性。

评分☆☆☆☆☆

在科技飞速发展的今天，我们每天都在享受着各种便捷的服务，而天气预报无疑是其中最贴近我们生活的一项。这本《数值天气预报》这本书，让我对这项服务背后的科学技术有了前所未有的认识。作者从最基础的大气物理学原理出发，娓娓道来，一步步构建起数值天气预报的完整图景。我印象最深刻的是关于“模式的初始化”和“边界条件”的讲解，作者通过形象的比喻，让我理解了为什么“蝴蝶效应”会影响天气预报的准确性，以及模型如何处理来自外界的影响。书中对“模式的验证与评估”部分的阐述也让我受益匪浅，它不仅介绍了各种评估指标，还深入分析了模型误差的来源和减小误差的策略。这本书的价值在于，它能够将一个高度专业的领域，以一种普通读者能够理解的方式呈现出来，同时又不失其科学的严谨性。读完这本书，我对天气预报的“不确定性”有了更深的理解，也更能欣赏到现代气象科学的伟大之处。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对天气预报理解的新世界！以前觉得天气预报就是看看云、听听风，或者顶多就是一些经验之谈。但《数值天气预报》让我认识到，背后蕴含着多么精妙的科学原理和技术支撑。作者从最基础的大气物理定律讲起，比如流体力学、热力学，这些我以前只在大学物理课上模模糊糊接触过的概念，在这本书里被清晰地阐释清楚，并与天气现象的形成巧妙地联系起来。我尤其喜欢作者在解释“为什么天气预报会有不准确的时候”这一部分，他详细地剖析了模式的局限性、初始数据的误差以及混沌理论的影响，让我不再轻易抱怨预报的偏差，而是能更理性地看待这个复杂的科学过程。书中还介绍了各种预报模式的原理，比如集合预报，这是我第一次了解到原来科学家们会通过运行大量的模拟来评估不确定性，这让我对预报的可靠性有了更深刻的认识。虽然书中涉及的数学公式和物理概念确实有一定深度，但作者的讲解非常到位，配以大量的图示和实例，让我在学习过程中并没有感到枯燥，反而充满了探索的乐趣。这本书不仅仅是关于“如何预报天气”，更是关于“天气是如何被科学地模拟和预测的”，这是一次非常有价值的知识之旅。

评分☆☆☆☆☆

我一直对天气变化感到惊奇，总觉得背后一定有某种科学规律可循。这本《数值天气预报》就像是为我量身定做的一本书，它用一种极其清晰且引人入胜的方式，向我展示了现代天气预报是如何运作的。作者并没有一开始就抛出复杂的公式，而是从最基本的大气概念入手，比如空气的流动、温度的变化，以及这些因素是如何相互影响的。然后，他循序渐进地介绍了如何将这些物理过程用数学语言表达出来，形成“数值模型”。我特别喜欢书中关于“资料同化”的讲解，它让我明白，原来天气预报并非凭空想象，而是需要将各种零散的观测数据，通过科学的方法整合起来，形成对当前大气状态的“最佳估计”。书中还详细介绍了不同类型的预报模式，比如全球模式和区域模式，以及它们各自的应用场景。读完这本书，我不再仅仅是看到“明天会下雨”，而是能更深层地理解，这份预报是经过多么复杂的计算和科学分析得出的，这让我对科学预测有了更深刻的认识和信任。