數值天氣預報 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 數值預報
• 氣象學
• 大氣科學
• 天氣預報
• 數值模擬
• 模式預報
• 數據同化
• 科學計算
• 大氣物理
• 地球物理學

　　數值天氣預報是目前氣象科學尖端的科技之一，也是未來氣象預報技術的必然發展趨勢。理論上，數值天氣預測是氣象學者運用流體力學、物理定律寫成方程式，再根據觀測得來的氣壓、溫度、濕度、風速等氣象資料作變數，以數值方法求得近似解，並利用電腦快速運算的性能，推算下一時刻的天氣狀況。本書結閤這些特性，以發展數值預報的眼光，有係統的對此學門所包含的種種問題做瞭深入地介紹及討論。本書首先透過基本控製方程式、大氣波動與地轉調整的介紹後，引入瞭尺度分析之概念，探討簡化模式之求取，緊接著介紹數值方法並討論未經簡化之原始方程模式。更進而介紹客觀分析與模式之初始化過程。而有關模式物理過程的處理包括瞭水汽、邊界層及輻射效應等的討論。有瞭上述之闡述後，更進一步以實例說明對各種天氣現象（各種天氣尺度）如何建立數值預報模式及迴顧評介其近來的發展，同時並以中央氣象局為例，說明其數值天氣預報作業係統。

《世界氣候變遷：曆史的脈絡與未來的挑戰》 內容簡介 本書深入探討瞭地球氣候係統自遠古時代至今的演變曆程，聚焦於驅動氣候變化的自然機製與人類活動的影響。它不僅僅是一部氣候科學的教科書，更是一部關於地球生命史的宏大敘事，旨在為讀者構建一個全麵、細緻且充滿洞察力的氣候圖景。 第一部分：遙遠的過去——地球氣候的自然節律 本書的第一部分追溯瞭地球氣候的深層曆史，從太陽係形成初期的炙熱到冰期與間冰期的周期性交替。我們首先考察瞭地球軌道參數的變化（米蘭科維奇鏇律）如何在全球尺度上調控太陽輻射的分布，這被視為驅動更新世冰期循環的核心天文因素。 接著，我們詳細剖析瞭地質時間尺度上的氣候驅動力。通過古地磁學、沉積學和同位素地球化學的證據，本書重建瞭顯生宙（Phanerozoic Eon）以來數億年間的全球氣候狀態。重點介紹瞭“溫室地球”時期（如古新世-始新世極熱事件，PETM）與“雪球地球”時期（Snowball Earth）的極端氣候情景。我們探討瞭火山活動、大陸漂移（闆塊構造）對大氣環流和洋流模式的長期重塑作用，以及它們如何通過影響二氧化碳的循環速率來調節全球溫度平衡。 在這一部分中，對古氣候重建技術的介紹占據瞭重要篇幅。氧同位素比值在冰芯、深海沉積物和珊瑚骨骼中的應用，如何為我們提供瞭過去溫度、海平麵和降水量的精確“指紋”。讀者將瞭解到，氣候並非一個靜態的背景，而是一個由內部反饋機製（如雲層效應、碳循環失衡）不斷修正的動態係統。 第二部分：近代變遷——工業革命前後的氣候信號 本書的第二部分將視角聚焦於過去數百年間，特彆是工業革命爆發以來氣候係統的快速變化。在這一階段，自然信號與人為強迫開始交織，使得氣候研究進入瞭高分辨率的時代。 我們詳細考察瞭小冰期（Little Ice Age）的結束過程，分析瞭太陽活動變化、火山爆發對這一時期區域性氣候波動的影響。隨後，筆鋒轉嚮人類社會對氣候的早期乾預，盡管規模尚小，但煤炭燃燒和早期森林砍伐已開始在區域尺度上留下痕跡。 本部分的核心是建立現代氣候學的基礎。我們迴顧瞭傅裏葉、廷德爾等先驅科學傢如何發現溫室氣體的基本物理性質。對19世紀末至20世紀中葉的氣溫記錄、海洋熱力學數據以及大氣成分監測（如莫納羅亞站的二氧化碳麯綫）的梳理，構築瞭現代氣候變化敘事的科學基石。書中強調瞭氣候係統內部的“慣性”——海洋在吸收和重新分配熱量方麵所扮演的關鍵角色，解釋瞭地錶溫度上升與海洋深層變暖之間的聯係。 第三部分：人與氣候的交鋒——當代驅動力與反饋機製 第三部分深入剖析瞭當前氣候變化的主要驅動力及其復雜的反饋循環。本書清晰地區分瞭自然強迫（如太陽輻射的微小變化、大型火山噴發）和人為強迫（溫室氣體排放、氣溶膠汙染、土地利用變化）。 對溫室氣體效應的論述細緻入微，不僅關注二氧化碳，還涵蓋瞭甲烷、一氧化二氮以及氟化氣體的全球變暖潛能（GWP）及其大氣壽命。書中用大量圖錶展示瞭不同排放情景下，大氣成分濃度與全球平均溫度上升之間的量化關係。 重點討論瞭氣候係統中的關鍵反饋環路： 1. 冰雪反照率反饋： 極地冰蓋融化導緻地錶反射率降低，吸收更多熱量，加速融化。 2. 水汽反饋： 氣溫升高增加大氣持水能力，水蒸氣作為強溫室氣體進一步推高溫度。 3. 碳循環反饋： 永久凍土融化釋放的甲烷和二氧化碳，以及海洋吸收能力的飽和效應。 這些反饋機製的相互作用，決定瞭氣候對外部強迫的敏感性，這是理解未來氣候軌跡的關鍵所在。 第四部分：氣候的宏觀影響——從區域到全球的衝擊 本書的第四部分將理論模型與實際觀測結果相結閤，係統闡述瞭氣候變暖對地球係統的多方麵影響。 我們探討瞭冰凍圈的劇變：格陵蘭和南極冰蓋的質量損失、高山冰川的消退，以及這對區域水資源供應和全球海平麵上升的直接貢獻。海平麵上升的區域差異性（受重力場和洋流變化影響）被詳細分析。 海洋係統的變化同樣是重點：海洋酸化對珊瑚礁生態係統的威脅、海洋熱浪的頻率增加、以及主要洋流係統（如大西洋經嚮翻轉環流AMOC）的潛在減速風險及其對歐洲氣候的影響。 在陸地生態係統方麵，本書分析瞭物種地理分布的遷移、生態係統生産力的變化以及極端天氣事件（熱浪、強降水、乾旱）的頻率和強度變化。不同地理區域（如地中海地區、熱帶雨林、北極苔原）麵臨的具體風險和適應挑戰被逐一呈現。 第五部分：探索未來——氣候係統建模與不確定性 最後一章聚焦於氣候預測科學的前沿。本書詳盡介紹瞭全球氣候模型（GCMs）的結構、參數化方案和迭代改進過程。我們解釋瞭模型如何從描述基本物理定律齣發，整閤復雜的生物地球化學過程，以模擬未來數十到數百年間的氣候狀態。 書中坦誠地討論瞭氣候預測中的不確定性來源：一是情景不確定性（人類社會排放路徑的選擇，即不同的社會經濟路徑SSP）；二是模型不確定性（對復雜雲層過程和碳循環反饋的模擬差異）。通過對不確定性區間的解讀，讀者能夠更科學地理解氣候預報的可靠範圍和關鍵的決策點。 結論：認知、選擇與行動 全書的收尾部分，超越瞭純粹的科學描述，引導讀者反思氣候知識在人類社會決策中的作用。它強調瞭對地球係統運行規律的深刻理解，是製定有效長期適應和減緩策略的基礎。本書旨在激發讀者對地球環境的敬畏之心，並提供一個紮實的知識框架，以應對人類世所麵臨的最重大的環境挑戰。它是一部關於地球的過去、現在和潛在未來的深度研究。

评分☆☆☆☆☆

我一直對大氣層裏的種種奧秘充滿好奇，尤其是那些看似神秘莫測的天氣變化，總讓我忍不住去思考它們背後的邏輯。《數值天氣預報》這本書，就仿佛是一把鑰匙，為我揭開瞭這層神秘的麵紗。作者以一種非常嚴謹又不失趣味的方式，帶領讀者一步步深入到數值天氣預報的核心。從建立數學模型來描述大氣運動，到如何收集和處理海量的觀測數據，再到利用超級計算機進行復雜的計算，每一步都讓我驚嘆於人類智慧的結晶。我特彆欣賞書中關於“模式發展與演進”的章節，它不僅僅羅列瞭各種數值模式的名稱和特點，更是深入剖析瞭不同模式在處理不同尺度、不同類型天氣現象時的優勢與劣勢，以及它們是如何在實踐中不斷被改進和優化的。書中對“同化技術”的講解也讓我大開眼界，原來那些來自衛星、雷達、探空氣球的零散數據，是通過如此精妙的方法被融閤進模式的，這極大地提升瞭預報的準確性。讀完這本書，我再去看天氣預報時，心中不再隻有簡單的“晴”或“雨”，而是能聯想到背後龐大的計算係統、復雜的物理模型和精密的誤差分析，對氣象工作者也多瞭一份敬意。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對技術細節充滿興趣的讀者，我一直在尋找一本能深入淺齣介紹數值天氣預報原理的書。《數值天氣預報》這本書，無疑滿足瞭我所有的期待，並且遠超預期。作者在書中構建瞭一個清晰的知識體係，從宏觀的大氣動力學基礎，到微觀的物理過程參數化，再到實際應用中的模式後處理技術，幾乎涵蓋瞭數值天氣預報的方方麵麵。我特彆喜歡書中關於“模型精度與分辨率”的討論，作者通過生動的比喻和圖例，解釋瞭為什麼更高的分辨率並不總是意味著更好的預報效果，以及在實際應用中需要權衡的各種因素。書中對“臨近預報”和“短期預報”的差異化處理方式的介紹，也讓我對不同時間尺度的預報技術有瞭更深入的理解。令人印象深刻的是，作者並沒有迴避數值預報的挑戰和不確定性，反而通過詳細的案例分析，說明瞭如何利用概率預報和風險評估來更好地服務於決策者。這本書的敘述風格非常專業，但又不乏生動性，充滿瞭學術嚴謹性和實踐指導性。

评分☆☆☆☆☆

我一直對天氣變化感到驚奇，總覺得背後一定有某種科學規律可循。這本《數值天氣預報》就像是為我量身定做的一本書，它用一種極其清晰且引人入勝的方式，嚮我展示瞭現代天氣預報是如何運作的。作者並沒有一開始就拋齣復雜的公式，而是從最基本的大氣概念入手，比如空氣的流動、溫度的變化，以及這些因素是如何相互影響的。然後，他循序漸進地介紹瞭如何將這些物理過程用數學語言錶達齣來，形成“數值模型”。我特彆喜歡書中關於“資料同化”的講解，它讓我明白，原來天氣預報並非憑空想象，而是需要將各種零散的觀測數據，通過科學的方法整閤起來，形成對當前大氣狀態的“最佳估計”。書中還詳細介紹瞭不同類型的預報模式，比如全球模式和區域模式，以及它們各自的應用場景。讀完這本書，我不再僅僅是看到“明天會下雨”，而是能更深層地理解，這份預報是經過多麼復雜的計算和科學分析得齣的，這讓我對科學預測有瞭更深刻的認識和信任。

评分☆☆☆☆☆

在科技飛速發展的今天，我們每天都在享受著各種便捷的服務，而天氣預報無疑是其中最貼近我們生活的一項。這本《數值天氣預報》這本書，讓我對這項服務背後的科學技術有瞭前所未有的認識。作者從最基礎的大氣物理學原理齣發，娓娓道來，一步步構建起數值天氣預報的完整圖景。我印象最深刻的是關於“模式的初始化”和“邊界條件”的講解，作者通過形象的比喻，讓我理解瞭為什麼“蝴蝶效應”會影響天氣預報的準確性，以及模型如何處理來自外界的影響。書中對“模式的驗證與評估”部分的闡述也讓我受益匪淺，它不僅介紹瞭各種評估指標，還深入分析瞭模型誤差的來源和減小誤差的策略。這本書的價值在於，它能夠將一個高度專業的領域，以一種普通讀者能夠理解的方式呈現齣來，同時又不失其科學的嚴謹性。讀完這本書，我對天氣預報的“不確定性”有瞭更深的理解，也更能欣賞到現代氣象科學的偉大之處。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對天氣預報理解的新世界！以前覺得天氣預報就是看看雲、聽聽風，或者頂多就是一些經驗之談。但《數值天氣預報》讓我認識到，背後蘊含著多麼精妙的科學原理和技術支撐。作者從最基礎的大氣物理定律講起，比如流體力學、熱力學，這些我以前隻在大學物理課上模模糊糊接觸過的概念，在這本書裏被清晰地闡釋清楚，並與天氣現象的形成巧妙地聯係起來。我尤其喜歡作者在解釋“為什麼天氣預報會有不準確的時候”這一部分，他詳細地剖析瞭模式的局限性、初始數據的誤差以及混沌理論的影響，讓我不再輕易抱怨預報的偏差，而是能更理性地看待這個復雜的科學過程。書中還介紹瞭各種預報模式的原理，比如集閤預報，這是我第一次瞭解到原來科學傢們會通過運行大量的模擬來評估不確定性，這讓我對預報的可靠性有瞭更深刻的認識。雖然書中涉及的數學公式和物理概念確實有一定深度，但作者的講解非常到位，配以大量的圖示和實例，讓我在學習過程中並沒有感到枯燥，反而充滿瞭探索的樂趣。這本書不僅僅是關於“如何預報天氣”，更是關於“天氣是如何被科學地模擬和預測的”，這是一次非常有價值的知識之旅。