中尺度气象学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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气象学前沿：从宏观到微观的深度解析 本书旨在全面梳理当代气象科学的核心理论、观测技术与数值模拟的前沿进展，为读者提供一个深入理解大气现象复杂性的综合视角。 第一部分：大气动力学基础与大尺度环流 本部分深入探讨了大气运动的物理机制，构建理解全球天气系统和气候模式的理论框架。 第1章：流体力学与热力学在气象学中的应用 本章从流体力学基本原理出发，详细阐述了无粘性、无旋流体的运动方程，重点讨论了科里奥利力、地转风和梯度风的推导及其在气象系统中的物理意义。热力学部分则聚焦于湿空气的热力过程，包括等压冷却、绝热过程、不稳定度和对流凝结高度的计算，为理解云的形成和降水机制奠定基础。特别强调了位温和相当位温等保守量的引入，它们在描述大气垂直运动和能量传输中的关键作用。 第2章：大气环流的结构与机制 全球大气环流是驱动天气和气候变化的主导力量。本章系统性地分析了哈德里、费雷尔和极地环流三圈环流的形成机制，以及行星尺度的波浪——开尔文波、重力波和罗斯比波——如何在大气中传播和能量交换。重点讨论了准定常行星波对区域天气系统的影响，如阻塞高压的形成与维持。此外，本章还详尽解析了大气水循环的全球分布，以及大气内部的物质和能量平衡。 第3章：中纬度气旋与反气旋的动力学 中纬度地区的天气系统是影响人类活动最直接的因素。本章深入剖析了锋面气旋的生命周期，从涡度理论、斜率不稳定性和波状活动的角度，解释了气旋的生成、发展和消亡过程。详细讨论了斜压不稳定机制在波的增长中的作用。对于反气旋，则着重于其对下沉气流、晴空和天气稳定的贡献，以及与地形的相互作用。 第二部分：云物理与天气现象的微物理过程 气象现象的最终体现，往往源于微米尺度上发生的复杂物理化学反应。本部分将视角聚焦于云、降水、雾霾等现象的微观成因。 第4章：云的形成与微物理过程 本章详细考察了水汽凝结和冰晶形成过程。讨论了云凝结核（CCN）和冰核（IN）的类型、活性及对云滴成核的影响。重点区分了凝结增长和碰撞-聚并增长两种主要的云滴增长机制，并解释了冰相过程（如贝吉龙过程）在冷云降水形成中的主导作用。同时，本章也涉及了云的分类及其光谱特征，为遥感观测奠定了理论基础。 第5章：降水的形成、类型与强对流天气 本章深入探讨了降水效率的决定因素，包括云内动力抬升速率和微物理过程的耦合。详细分析了层状降水、对流降水（阵雨）的差异。在强对流天气方面，本章着重于积雨云的结构特征，包括上升气流、下沉气流、低空急流与风暴的相互作用。对飑线、超级单体等强对流风暴的分类、组织结构及致灾机理进行了细致的剖析。 第6章：大气边界层结构与污染物传输 大气边界层（ABL）是大气与地表相互作用的最活跃区域。本章首先界定了边界层的概念、分类（如晴天和夜间边界层），并阐述了湍流输送的理论，包括相似性理论和梯度假设。重点讨论了地表热量、动量和水汽的交换过程。在应用方面，本章阐述了边界层结构如何影响雾、霾等低能见度天气的形成和污染物在城市环境中的扩散与沉降机制。 第三部分：数值天气预报与气候建模 现代气象学的核心工具是数值方法。本部分致力于介绍大气运动的数值求解方法及其在预报和气候研究中的应用。 第7章：大气运动方程的离散化与初值问题 本章系统地介绍了将连续的大气动力学偏微分方程组转化为可在计算机上求解的代数方程组的过程。详细讨论了有限差分法、谱方法等主要的离散化技术，以及网格系统（如笛卡尔坐标系、球面坐标系）的选择对计算稳定性和精度的影响。特别强调了数据同化技术在获取准确初值场中的关键作用，包括变分同化和集合卡尔曼滤波等现代方法。 第8章：物理过程参数化与模型误差 由于分辨率的限制，数值模型无法直接解析云、湍流等过程。本章聚焦于如何将这些次网格尺度的物理过程用可解析的宏观变量表示——即参数化方案。深入分析了辐射方案（长波和短波）、边界层方案以及浅层云和深积云参数化方案的原理与局限性。讨论了模型系统误差的来源，包括物理近似误差、离散化误差和初值误差。 第9章：集合预报与气候系统模拟 为应对初始扰动和模型不确定性，集合预报（Ensemble Forecasting）已成为现代预报的核心。本章阐述了集合预报的设计原理，包括集合成员的生成方法（如扰动初值、多参数化方案）和预报结果的统计分析，如概率预报、平均预报和不确定性评估。在气候模拟方面，本章概述了地球系统模式（ESM）的组成，包括大气、海洋、陆面和冰雪圈的耦合机制，及其在未来气候变化预测中的应用。 第四部分：现代观测技术与数据处理 精确的观测是所有气象研究和预报的基石。本部分将全面介绍当前主流的气象观测手段及其数据质量控制。 第10章：地基与空基遥感技术 本章详述了大气状态参数（温度、湿度、风场）和云雨信息的获取方法。重点介绍多普勒天气雷达的工作原理，包括反射率、速度和谱宽的物理含义，及其在识别强风暴特征（如钩状回波、速度切变）中的应用。对于卫星遥感，则涵盖了可见光、红外和微波通道的辐射传输原理，以及如何反演云顶高度、水汽总量和地表温度。 第11章：探空、表面观测与再分析数据 传统探空技术（如探空气球）提供的垂直廓线数据是模型同化和天气学分析的重要基准。本章详细分析了探空图（Skew-T/Log-P）的绘制与解读，特别是识别温度逆温层和湿层的方法。同时，也介绍了地面自动气象站网、风廓线仪和GPS水汽监测等新兴地面观测技术。最后，对再分析资料（Reanalysis Data）的生成过程、优势与限制进行了评估，阐明其在气候背景场构建中的不可替代性。 结论：气象学未来的挑战与机遇 本书在系统梳理现有知识体系的同时，也展望了气象科学面临的重大挑战，包括如何更精确地模拟次网格过程、如何有效地融合海量异构观测数据，以及如何将短期天气预报与长期气候预测更紧密地结合起来，以期为应对极端天气事件和全球气候变化提供更坚实的科学支撑。本书适合于大气科学、地理科学、环境工程等相关专业的学生、科研人员以及对现代气象学有深入兴趣的专业人士阅读。

评分☆☆☆☆☆

我拿到《中尺度气象学》这本书，纯粹是因为我所在的行业需要对区域性天气变化有更精细的把握，尤其是在农业生产和城市规划方面。起初，我抱着一种“学习工具书”的心态去阅读，但很快就被书中展现出的严谨逻辑和深度洞察所吸引。作者并没有简单地罗列模型和公式，而是花了很大篇幅去阐述中尺度现象背后存在的物理机制。例如，关于锋面和切变线的描述，书中不仅仅给出了定义，还深入分析了它们如何影响局部大气环流，进而导致强对流天气的发生。我特别欣赏书中关于“边界层”的讲解，它解释了近地面大气层的复杂性，以及污染物扩散、城市热岛效应等现象是如何在中尺度尺度上产生的。这本书的结构安排也十分合理，先是建立宏观理论基础，然后逐步聚焦到对流云、地形影响、海岸效应等具体的中尺度系统，最后触及预报和数值模拟。虽然有些数学推导我还需要反复钻研，但整体而言，书中提供的框架和方法论，为我分析和理解各种非预期的天气事件提供了强大的理论支持。读完这本书，我感觉自己看待天气的方式不再是静态的，而是动态的、多层次的，能够更好地预测可能出现的风险，并做出更有效的应对措施。

评分☆☆☆☆☆

收到《中尺度气象学》这本期待已久的书，我迫不及待地开始了阅读。这本书给我最深刻的感受是，它填补了我知识体系中的一个重要空白。一直以来，我对大气科学的理解更多停留在宏观的行星尺度，比如季风、厄尔尼诺等，但对于那些影响我们日常生活、但又不像台风那样声势浩大的天气现象，比如一场突如其来的强对流、一场局地的暴雨，我总觉得隔靴搔痒。这本书就像一把钥匙，打开了我对这些“局地”而“精细”的天气过程的理解之门。书中对中尺度扰动、中尺度系统的分类和特征进行了详尽的阐述，特别是对一些非常具体的天气系统，如飑线、下击暴流、以及由地形触发的对流等，都进行了深入的剖析。让我惊喜的是，书中还探讨了中尺度天气预报的难点，以及各种观测手段（如雷达、卫星）在中尺度研究中的作用，这让我明白了为什么有时候天气预报的准确性会受到地域和时间尺度的影响。书中丰富的案例研究，将理论知识与实际观测紧密结合，让我能够更好地理解中尺度现象是如何在现实大气中产生的，以及它们对人类活动可能造成的各种影响，从灾害预警到能源开发，都有涉及。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《中尺度气象学》这本书，我一开始是抱着一种“挑战自我”的心态去尝试的。我一直认为气象学是高度专业化的学科，普通人很难深入理解。但是，这本书的作者显然非常有经验，他用一种相当生动且富有启发性的方式来介绍这个复杂的领域。开篇部分，并没有直接进入那些让人头疼的公式，而是从一些大家都能观察到的天气现象入手，比如局地性的午后雷阵雨，或者山区峡谷里形成的特殊风场。然后，作者会非常巧妙地将这些现象与中尺度大气环流联系起来。我尤其喜欢书中对于“地形动力学”的讲解，它解释了为什么山脉附近会形成特殊的降水带，或者风是如何在峡谷中被加速的。这些内容对我这个喜欢户外活动的人来说，简直是福音。书中还提到了很多实际观测资料和模拟结果，通过图表和数据，让我能够直观地感受到中尺度现象的威力。虽然偶尔会遇到一些比较专业的术语，但书中通常都会给出清晰的解释，或者通过上下文语境来辅助理解。总的来说，这本书打破了我对气象学的刻板印象，让我觉得大气科学也可以如此有趣和贴近生活，它鼓励我去观察、去思考，去发现隐藏在日常天气背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书《中尺度气象学》简直是打开了我的新世界大门！一直以来，我对天气现象的了解都停留在“今天会下雨”或者“明天会出太阳”的层面，感觉大气就像一个神秘莫测的黑盒子。然而，当我翻开这本书，我才意识到，原来我们身边发生的许多天气变化，比如突然而至的雷暴、局地的强降水、甚至是大范围的雾霾，背后都有着复杂而精妙的中尺度动力学和热力学过程在驱动。书中的章节，虽然一开始有些术语让我望而却步，但作者的叙述方式非常善于引导，从最基础的大气运动原理讲起，循序渐进地引入各种中尺度系统的形成、演变和影响。我印象最深刻的是关于“中尺度对流系统”的章节，里面详细解释了积雨云如何聚集、发展，并带来倾盆大雨和强风。通过书中大量的示意图和实际案例分析，我仿佛亲眼目睹了一个雷暴的诞生与消亡，那种成就感和对自然的敬畏感油然而生。更让我惊喜的是，书中还探讨了中尺度天气预报的挑战与发展，以及如何在实际业务中应用这些理论知识。这让我明白，原来那些精准的天气预报背后，凝聚了多少科学家的智慧和努力。对于任何一个对天气现象充满好奇，想要深入了解大气科学的读者来说，这本书绝对是不可多得的入门和进阶佳作，它不仅仅是理论的堆砌，更是对大自然鬼斧神工的一次深度探索。

评分☆☆☆☆☆

《中尺度气象学》这本书，对于我这样一位对天气变化敏感的旅行爱好者来说，简直是意外的惊喜。过去，我总是对那些“计划赶不上变化”的天气感到无奈，尤其是当我在山区徒步或者在海边度假时，突如其来的局部强降雨或大风总是会打乱我的行程。这本书，就像一位经验丰富的老向导，为我揭示了这些“小而精”的天气现象背后的秘密。我尤其对书中关于“近地层大气”的描述很感兴趣，它详细解释了地面地形、植被覆盖以及城市建筑等因素，如何在中尺度尺度上改变空气的流动和温度分布，进而影响局地天气。比如，书中关于“城市热岛效应”和“海陆风”的章节，就让我恍然大悟，原来城市里更容易感到闷热，沿海地区白天会有规律性的海风，都不是偶然。更令我激动的是，书中还介绍了如何利用雷达和卫星数据来监测和分析这些中尺度天气系统，这让我开始尝试去理解那些天气预报软件背后的原理，并能更科学地规划我的出行。这本书没有那种枯燥的理论说教，而是充满了生动的例子和图解，让我能轻松地将书中的知识应用到实际生活中，更好地理解和适应周围的天气变化，让我的旅行更加安全和惬意。