天气诊断分析
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天气诊断分析
内容简介
本书简明介绍了天气分析和预报中各种常用物理量场特别是涡度、散度、垂直速度、水汽通量散度、能量场、Q矢量、位涡度、条件性对称不稳定、粗Ri数、螺旋度、能量-螺旋度指数、雷暴大风指数等的诊断分析方法和数值预报产品的应用技术。全书约13万字，共分八章。可做为高等院校大气科学专业本科生的教材，也可供相关专业的教师、研究生及气象台站预报人员使用。 前 言
诊断分析方法是大气科学研究中常用的一种方法。在天气分析中有一些十分重要的物理量，如涡度、散度、垂直速度和水汽通量散度以及各种能量场等等，这些物理量与一般的气象要素(温、压、风、湿)不同，它们通常是无法由观测直接得到的，而必须通过其它要素由计算间接获得。这些物理量在某时刻的空间分布被称为“诊断场”。诊断场和预报场是不同的，预报场是对未来时刻某物理量场的预报结果，在反映大气环流演变的流体动力学天气方程组中有一些十分重要的物理量即属于可以通过时间积分作预报的“预报方程”一类；而诊断场是物理量方程中不含有它对时间的微商项。反映各气象要素场之间关系的不含有对时间微商的方程称为“诊断方程”。研究这些物理量的计算方法、分析其空间分布特征，以及它们和天气系统发生、发展的关系称为诊断场分析。
诊断分析方法是加深认识天气系统及其发生、发展过程的一种重要途径。可应用于大气科学中的各个领域，如气候诊断分析，大气环流模式和天气预报模式的诊断分析以及物理量场的诊断分析等等，随着计算机的发展和普及诊断分析方法已在气象台站业务中得到广泛应用，并且越来越受到广大气象工作者的重视。本书着重介绍天气分析和预报中各种物理量场的诊断分析方法，其中不少是作者近年来在科研中改进应用的新方法。由于作者学术水平的限制，可能会有不少错误和不妥之外，欢迎广大读者批评指正。
目 录
第一章 地图投影 ........................................................................................................................................ 1
§1.1 正形投影的基本关系 .................................................................................................................. 2
§1.2 兰勃托投影.................................................................................................................................. 4
§1.3 极射赤平投影.............................................................................................................................. 4
§1.4 麦开脱圆柱投影 .......................................................................................................................... 5
第二章 资料处理和客观分析 ..................................................................................................................... 6
§2.1 资料处理 ..................................................................................................................................... 6
§2.2 客观分析 ................................................................................................................................... 12
第三章 基本物理量的计算....................................................................................................................... 24
§3.1 表示空气湿度的物理量 ............................................................................................................ 24
§3.2 运动学量的计算 ........................................................................................................................ 38
第四章 垂直速度的计算........................................................................................................................... 45
§4.1 个别变化法................................................................................................................................ 45
§4.2 动力学方法................................................................................................................................ 48
§4.3 运动学方法................................................................................................................................ 54
§4.4 从降水量反算大气的垂直速度 ................................................................................................ 57
第五章 湿度场分析 .................................................................................................................................. 59
§5.1 水汽通量 ................................................................................................................................... 59
§5.2 水汽通量散度............................................................................................................................ 60
§5.3 水汽净辐合的计算 .................................................................................................................... 61
§5.4 降水率P的计算 ....................................................................................................................... 63
§5.5 总降水量的计算 ........................................................................................................................ 67
§5.6 降水效率 ................................................................................................................................... 67
第六章 稳定度和能量分析....................................................................................................................... 69
§6.1 稳定度分析................................................................................................................................ 69
§6.2 能量分析 ..................................................................................................................................... 74
第七章 若干诊断量的分析应用 ............................................................................................................... 78
§7.1 Q矢量分析 ................................................................................................................................ 78
