动力气象学

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大气中含有水份。 相变潜热——低纬度扰动和台风的发展 大气的下边界是不均匀的。 湍流性;海陆分布和大气环流。
§1.3 大气运动的多尺度性 空间尺度——空间范围
积雨云、飑线、背风波、热带云团;温带气旋、西风 带中的长波;超长波、热带辐合带。
相互作用——反馈——CISK 非线性 尺度分析
§1.4 动力气象学的发展简史与发展动向
参 考 书 目: 7、Pedlosky,地球物理流体动力学导论,海洋出 版社,1981 8、伍荣生等,动力气象学,上海科技出版社, 1983。 9、杨大升,刘余滨,刘式适,动力气象学,气 象出版社(修订本),1983 10、栗原宜夫,大气动力学入门,气象出版社, 1984 11、李崇银等,动力气象学概论,气象出版社, 1985 12、Pedlosky, J., Geophysical Fluid Dynamics, Springer-Verlag, 2nd ed, 1987
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参 考 书 目: 20、吕克利等,动力气象学,南京大学出版社, 1996 21、伍荣生,大气动力学(修订版),高等教育 出版社,2002 22、HOLTON J. R. AN INTRODUCTION TO DYNAMIC METEOROLOGY, Academic Press, Fourth Version, 2004 23、李国平,新编动力气象学,气象出版社, 2006 24、贺海晏,简茂秋,乔云亭,动力气象学,气 象出版社,2010 25、刘式适,刘式达,大气动力学(第二版), 北京大学出版社,2011
参 考 书 目: 1 、叶笃正,李崇银,大气运动中的适应问题, 科学出版社,1965 2 、 Lorenz ,大气环流的性质和理论,科学出版 社,1976。 3 、 Haltiner, G, Numerical Prediction and Dynamical Meteorology, 1980(有中译本) 4、小仓义光,大气动力学原理,科学出版社, 1980 5 、 Holton , 动 力 气 象 学 引 论 , 科 学 出 版 社 , 1980 6、郭晓岚,大气动力学,江苏科技出版社, 1981
在这个时期 ,v. 皮耶克尼斯和 J. 皮耶克尼斯等人撰著的 三卷巨著《动力气象学和水文学》 ( 《静力学》 , 《运 动学》,《物理流体力学及其在动力气象学上的应 用》),是对他们本人和本学派研究成果的系统总结。
大 气 科 学 学 院 王 文
动 力 气 象 学
教材: 吕美仲等,动力气象学,气象出版社,2004
参考教材: 1.吕克利等,动力气象学,南京大学出版社,1996 2.HOLTON J. R. AN INTRODUCTION TO DYNAMIC METEOROLOGY, Academic Press, Fourth Version, 2004 3.刘式适等,大气动力学(第二版),北京大学出 版社,2011
18世纪,力学、物理学、化学和数学等基础科学的发 展,观测仪器地陆续发明,气象科学由纯定性的描述 进入了可定量分析的阶段,这是气象科学发展过程中 的一次飞跃。
1820年,布兰德斯绘制了气象历史上第一张天气图, 创立了近代天气分析和天气预报的方法。这是气象科 学发展过程中又一次飞跃。
1835年提出科里奥利力的概念,1857年白贝罗建立了 风压场关系的经验定律,成为地球大气动力学和天气 分析的基石。 动力气象学起源于北欧。 1897年,V.皮耶克尼斯建立了旋转地球大气中的环流 理论;1904年V.皮耶克尼斯以力学和物理学的观点, 建立了描写旋转地球大气运动方程组. 在1920年前后, V.皮耶克尼斯和J.皮耶克尼斯概括了 温带气旋生命史,提出了极锋气旋学说,形成了挪威 (卑尔根)学派。
大气科学的研究方法:
观测(诊断)分析;理论研究;数值模拟
大气科学的特点:
已观测事实为基础
大气科学的分支:
大气动力学、大气物理学、天气学、气候学,…
动力气象学的基础知识: 高等数学;流体力学;天气气候学
学科特点和学习方法:
物理学为基础,数学为工具,观测事实为依据
知识的延拓和提升:
同一教材前后的贯通,不同教材的横向连接,不同分 支之间的联系,重大天气气候的联想。
大尺度运动中科里奥利力作用很重要。中纬度大尺度 运动中,科里奥利力与水平气压梯度力基本上相平 衡——地转平衡。
地球旋转角速度随纬度的变化,与每日天气图上的西 风带中的波动有关。
稳定性作用——位能、动能的转换——锋面。
大气是层结流体。 大气的密度随高度是改变的——层结稳定度。
不稳定层结大气中积云对流;稳定层结大气中重力内 波。
参 考 书 目: 13、陈秋士,天气和次天气尺度系统动力学,科 学出版社,1987 14 、 Hoskins 等,大气中大尺度动力过程,气象 出版社,1987 15、Gill,大气-海洋动力学,海洋出版社,1988 16、叶笃正,李崇银,王必魁,动力气象学,科 学出版社,1988。 17、吕美仲,彭永清,动力气象学教程,气象出 版社,1990 18、巢纪平,厄尔尼诺和南方涛动动力学,气象 出版社,1993 19、余志豪,杨大升等,地球物理流体动力学, 气象出版社,1996
§1.1 基本假设 连续流体介质假设——质点力学的应用。
大气运动的速度、气压、密度和温度等物理量以及这 些场变量都是时间和空间的连续函数;
理想气体(无凝结); 动力过程和热力过程相互作用; 大气为可压缩连续流体
§1.2 地球大气的运动学和热力学特性 大气是重力场中的旋转流体。
大气运动一定是准水平的;静力平衡是大气运动的重 要性质之一;科里奥利力的作用。
第一章 绪论
动力气象学是气象科学的一个分支,是应用物理学 定律和数学方法研究大气运动的动力过程、热力过 程,以及它们之间的相互关系,从理论上探讨大气 环流、天气系统演变和其它大气运动过程的学科。
动力气象学又是流体力学的一个分支——地球流体 力学的主要组成部分。 动力气象学是大气科学的基础理论。
大气科学的目的: 天气预报;气候预测