- 气象出版社
- 9787502951481
- 163923
- 0047155879-1
- 16开
- 2011年1月
- 理学
- 大气科学
- P456.7
- 大气科学
- 本科
《普通高等教育“十一五”国家级规划教材:数值天气预报》系统讲述了数值天气预报的原理及其应用,反映了国内外数值天气预报理论研究和业务应用的最新进展,其主要内容有:(l)数值天气预报基础知识,其中包括各种坐标系中的大气运动方程组和数值计算方法。(2)数值天气预报模式的设计,其中包括差分方法的正压和斜压原始方程模式的设计,以及谱方法的正压涡度方程模式的设计。(3)初始条件、边界条件的类型和给定方法以及资料的同化。(4)大气边界层物理过程和湿热力过程的参数化。(5)中小尺度天气系统的动力分析及数值模拟基础。(6)国际及国内广泛使用的MM5模式及WRF模式的介绍及模拟试验。(7)中国新一代数值预报GRAPES模式的介绍。
《普通高等教育“十一五”国家级规划教材:数值天气预报》可作为大专院校大气科学本科生和研究生的教材。其前半部分可供本科生学习使用;后半部分可供研究生学习或参考使用,也可供广大气象台站和研究机构的科技工作者参阅。
第l章 大气运动基本方程组
1.1 旋转坐标系中的基本方程组
1.2 球坐标系中的基本方程组
1.3 局地直角坐标系中的基本方程组
1.4 户坐标系中的基本方程组
1.5 口坐标系中的基本方程组
1.6 大气运动基本方程组的简化
1.7 涡度方程和散度方程及其简化
1.8 张量形式的运动方程组
1.9 张量形式的涡度方程与散度方程
1.10 数值天气预报模式的简单分类
习题
第2章 地图投影坐标系中的大气运动基本方程组
2.1 地图投影
2.2 普遍的正交曲线坐标系中的基本方程组
2.3 普遍的地图投影坐标系中的基本方程组
习题
第3章 数值差分计算方法
3.1 差分方法概论
3.2 线性计算不稳定
3.3 非线性计算不稳定
3.4 差分方程的物理解和计算解
3.5 有限网格下的误差
3.6 平滑与滤波
3.7 时间积分格式
3.8 几种常用时空积分格式的性能
习题
第4章 正压原始方程模式
4.1 正压原始方程组
4.2 正压原始方程组的线性计算稳定性
4.3 正压原始方程模式的积分性质及空间差分格式
4.4 空间差分格式与地转适应
4.5 正压原始方程模式的时间积分格式
4.6 正压原始方程模式的数值解法
习题
第5章 斜压原始方程模式
5.1 垂直坐标的选取
5.2 斜压原始方程组的积分性质
5.3 斜压原始方程模式的空间差分格式和时间积分方案
5.4 斜压五层原始方程模式的数值解法
5.5 斜压原始方程模式的模拟试验
习题
第6章 初始条件与边界条件
6.1 数值天气预报中初值处理的类型
6.2 四维同化问题
6.3 边界条件的类型与给定方法
6.4 嵌套网格的边界处理方案
习题
第7章 正压涡度方程谱模式
7.1 球面谱模式的展开函数和因变量的选择
7.2 球谐函数及其性质
7.3 波数截断问题
7.4 离散傅里叶变换DFT(Discrete Fourier Transform)
7.5 勒让德变换(Legendre Transfoilm)
7.6 正压涡度方程全球谱模式
习题
第8章 大气边界层的参数化
8.1 平均运动方程及平均次网格尺度项
8.2 单层参数化处理方法
8.3 多层参数化处理方法
8.4 边界层高度的预报
8.5 边界层模式
习题
第9章 湿热力过程的参数化
9.l 湿热力过程和积云对流的基本理论
9.2 大尺度凝结过程
9.3 五种对流参数化方案
9.4 五种对流参数化方案的比较
习题
第10章 中小尺度天气系统的数值模拟基础
10.1 描述中小尺度天气系统的基本方程组
10.2 中小尺度系统几种常用的方程组
10.3 描述中小尺度天气系统的线性方程组的动力学特性
10.4 模拟中小尺度天气系统应考虑的物理因子
习题
第11章 中小尺度的MM4和MM5模式
11.1 中尺度MM4模式
11.2 中小尺度MM5模式
11.3 MM5模式程序的结构
11.4 MM5模式数值模拟的设计及试验结果
习题
第12章 天气研究和预报模式WRF
12.1 WRF模式的整体框架介绍
12.2 WRF模式的动力方程组及计算方案
12.3 WRF模式的物理过程介绍
12.4 WRF模式的模拟实例
习题
第13章 中国气象局新一代数值预报模式(绝热动力框架部分)
13.1 基本方程组
13.2 模式方程的处理
13.3 时间离散方案
13.4 空间离散方案
13.5 模式变量的预报方程组
13.6 边界条件的设置
13.7 新一代数值预报模式GRAPES的应用举例
13.8 附件
习题
附录A 正交曲线坐标系中矢量的运算
A.1 矢量恒等式
A.2 正交曲线坐标系中单位矢量的微商
A.3 正交曲线坐标系中矢量的基本运算
附录B 正压原始方程模式预报实习
B.1 实习目的
B.2 实习要求
B.3 实习资料
B.4 制作数值天气预报的计算步骤
附录C 斜压原始方程模式预报实习
C.1 实习的目的
C.2 实习要求
C.3 实习资料
C.4 制作数值天气预报的具体步骤
附录D 用MM4模式及实际资料进行数值模拟的实习
D.1 实习的目的
D.2 实习要求
D.3 实习资料及程序
D.4 制作数值天气预报及模拟的步骤
附录E 运行一版MM5模式有关说明
附录F WRF模式的安装与运行步骤
F.1 WRF安装和运行的基本要求
F.2 WRF安装步骤
F.3 编译WRF.WPS和ARWpost程序包
F.4 运行WRF模式
参考文献