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数值天气预报的数学物理基础 第1卷PDF电子书下载

天文地球

• 作 者：曾庆存
• 出 版 社：科学出版社
• 出版年份：2019
• ISBN：9787030610362
• 页数：543 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：贵州省煤层气地面抽采关键技术与工程应用下一篇：乔治的宇宙 秘密钥匙 《数值天气预报的数学物理基础 第1卷》目录 标签：数值 天气预报 预报 物理 天气

第一章 基本方程 坐标变换1

1 描写大气运动的基本方程组1

2 球坐标3

3 准静力平衡 等压面坐标4

4 地形坐标（一）6

5 地形坐标（二）——推广9

6 地图投影坐标（一）平面透视投影10

7 地图投影坐标（二）非透视投影15

8 局地地平面坐标17

9 物质面坐标 等熵面坐标18

10 标准层结近似22

第二章 边界条件 初始条件 初值问题和解的适定性26

1 垂直边界条件及其正确提法26

2 侧边界条件31

3 初始条件 初值问题33

4 整层无辐散近似34

5 小扰动问题解的唯一性和稳定性36

6 正压无辐散模式38

7 正压模式41

8 在复杂地形情况下使用的正压模式44

第三章 运动的整体性质 保守属性和守恒量47

1 一些符号和定义47

2 质量守恒定律49

3 角动量原理49

4 带状环流和动量改变原理52

5 能量方程53

6 有效位能 有效相对位能和有效表面位能57

7 可容许的替代 灵活性方程组58

8 涡度和散度 能量的相互转换59

9 保守属性 位温64

10 位涡度66

11 正压无辐散模式 尺度守恒67

12 正压模式72

第四章 小扰动 运动的分类75

1 小扰动方程75

2 坐标变换79

3 常定扰动 涡旋81

4 特征函数和展开定理83

5 离散谱点85

6 初值问题的解89

7 水平区域为全平面的情况91

8 关于上边界条件的正确提法的附注96

9 特征波动 运动的分类98

10 正压大气情况99

11 Q（ξ）有间断点的情况100

12 pt＞0的情况105

13 c？→∞及c？→0的情况106

14 c2=0的情况 惯性振动和惯性内波109

第五章 球面上大气的小扰动114

1 球面上正压无辐散大气 惯性波114

2 球面上正压大气的特征波动116

3 一些守恒量和范数121

4 球面上的泛函空间 广义梯度及广义涡度和散度129

5 空间W？的性质137

6 空间W？的性质144

7 空间W？和W？149

8 广义初值问题 广义解和近似解161

9 通常解168

10 解的表达式和解按特征波动的展开170

11 再论特征波动和展开定理180

12 强迫扰动和特征曲线族的另外一些性质187

13 球面上斜压大气的特征波动及初值问题的解192

14 β平面近似 扰动在近赤道地区的特性196

第六章 地转适应过程202

1 地转适应过程202

2 内波的弥散204

3 表面波的弥散207

4 平面地面近似下地转适应的条件和快慢211

5 正压大气中“适应了”的场 初始扰动水平尺度的影响216

6 斜压大气中“适应了”的场219

7 初始扰动特性对“适应了”的场的影响222

8 应用和例 锋生过程230

9 惯性波的弥散和准地转平衡237

10 近赤道地带的适应过程240

11 球面上正压大气运动的准地转关系243

12 球面上大气内波的弥散244

13 边界层内和平流层以上高空扰动的特性248

第七章 天气系统的演变过程 简化方程组252

1 引论252

2 特征量和特征参数 无量纲方程253

3 大气动力过程的阶段性 适应过程和演变过程258

4 准地转演变过程260

5 准平衡演变过程 平衡方程263

6 大尺度地形的影响264

7 球面上准地转-准无辐散模式272

8 超长波的演变过程276

9 泛函空间中的特征量和摄动法的收敛性问题283

10 球面上大气的动力学过程和方程组的简化287

第八章 准地转演变过程291

1 常定流场291

2 倾向解298

3 流场的变形和能量的频散303

4 点源和波包的传播307

5 正压不稳定310

6 斜压大气中天气系统的发展和能量的转换313

7 斜压不稳定316

8 关于大尺度天气系统演变的一般问题318

9 边界和外源的影响321

10 准地转运动的能谱 指数循环324

11 大气能谱的统计特性329

第九章 非地转演变过程（一）338

1 正压大气的常定流场338

2 斜压大气的常定流场346

3 在特殊地形上的斜压常定流场361

4 球面上大气的常定流场366

5 非线性特征波动 非频散解376

6 斜压大气的非频散解385

7 球面上大气的非频散解和周期解393

8 不含有快波的初始场398

9 球面上不含有快波的初始场401

第十章 非地转演变过程（二）403

1 化微分方程为积分-微分方程403

2 非线性适应过程 适应过程和演变过程的相互影响407

3 散度场向涡旋场的适应410

4 斜压大气情况411

5 中尺度天气系统的适应过程及其特点421

6 正压大气扰动的非线性完全适应425

7 斜压扰动的非线性完全适应433

8 球面上正压大气的非线性旋转适应过程440

9 球面上斜压大气的非线性旋转适应过程444

10 非静力平衡情况下的非线性旋转适应过程448

11 一些推论455

第十一章 非地转演变过程（三）457

1 快波的激发 原始方程对计算误差的敏感性457

2 快波的激发 超高速不稳定460

3 快波的激发 惯性不稳定和非地转不稳定464

4 快波的吸收 快波和慢过程的相互作用471

5 快波的吸收 快波波包的传播和演变475

6 中尺度系统动力学484

7 快波和中尺度系统与天气的关系 飑线486

8 斜压非地转扰动的特点488

9 锋区环流494

第十二章 初值问题的适定性498

1 正压无辐散大气初值问题解的唯一性和稳定性498

2 正压大气初值问题解的唯一性和稳定性503

3 斜压大气初值问题解的唯一性和稳定性506

4 正压准地转-准无辐散模式初值问题解的存在性508

5 斜压准地转-准无辐散模式初值问题解的存在性511

6 正压大气初值问题解的存在性515

7 斜压大气初值问题解的存在性518

8 预报时效523

9 附录一 球面上一些积分不等式526

10 附录二 空间Lδ2的分解527

参考文献529

符号一览表532

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摘要：本文以《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》为中心，详细阐述了数值天气预报的数学物理基础，包括大气动力学、数值方法和物理过程模拟等方面。通过对该文档的深入分析，本文旨在为读者提供对数值天气预报数学物理基础的全面了解。

1、大气动力学基础

数值天气预报的核心在于对大气运动规律的模拟。大气动力学是数值天气预报的基础，它描述了大气中的风、压、温度等物理量的变化规律。在《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》中，详细介绍了大气动力学的基本原理，包括连续介质力学、流体力学和湍流理论等。这些理论为数值天气预报提供了重要的数学物理基础。

此外，文档还介绍了大气动力学中的基本方程，如连续性方程、动量方程和能量方程等。这些方程描述了大气中的质量、动量和能量守恒规律，是数值天气预报中求解物理量的重要依据。

通过对大气动力学基础的研究，可以更好地理解大气运动规律，提高数值天气预报的准确性和可靠性。

2、数值方法与算法

数值天气预报需要将大气动力学方程离散化，并采用数值方法进行求解。在《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》中，详细介绍了各种数值方法和算法，如有限差分法、有限元法和谱方法等。

文档中还对数值方法的稳定性、收敛性和精度进行了分析，为数值天气预报的数值求解提供了理论指导。此外，文档还介绍了数值天气预报中的时间积分方法，如隐式时间积分和显式时间积分等。

通过对数值方法和算法的研究，可以提高数值天气预报的计算效率和精度，为天气预报提供更准确的数据支持。

3、物理过程模拟

大气中的物理过程对天气预报有着重要影响。在《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》中，详细介绍了大气中的各种物理过程，如辐射传输、对流、平流和湍流等。

文档中还对物理过程的模拟方法进行了阐述，如辐射传输方程的求解、对流参数化方案和湍流模型等。这些模拟方法为数值天气预报提供了物理过程的定量描述。

通过对物理过程模拟的研究，可以提高数值天气预报的准确性，为天气预报提供更可靠的物理基础。

4、数值天气预报的发展与应用

《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》不仅介绍了数值天气预报的数学物理基础，还探讨了其发展与应用。文档中介绍了数值天气预报的发展历程，包括早期的发展、现代的发展以及未来的发展趋势。

此外，文档还介绍了数值天气预报在天气预报、气候预测和环境监测等领域的应用，展示了其在实际工作中的重要作用。

通过对数值天气预报的发展与应用的研究，可以更好地了解其在我国天气预报事业中的地位和作用。

总结：

本文通过对《数值天气预报的数学物理基础 第1卷.pdf电子书版文档下载》的深入分析，详细阐述了数值天气预报的数学物理基础。从大气动力学、数值方法与算法、物理过程模拟以及发展与应用等方面，全面展示了数值天气预报的数学物理基础。通过对这些基础知识的掌握，可以为数值天气预报的研究和应用提供有力支持。

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