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热带气象学
作者：（美）T. N. Krishnamurti, Lydia Stefanova, Vasubandhu Misra
出版社：电子工业出版社
出版时间：2024-12-01
ISBN：9787121501593
定价：¥96.90
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内容简介
本书从不同角度深入介绍了热带气象学研究的主要成果，包括纬向对称和非对称的热带大气平均环流、热带季节内振荡、热致环流、季风、热带辐合带、海陆风环流、热带波动和热带低压、热带气旋、热带云团、热带飑线和中尺度对流系统等不同尺度的热带大气运动过程和天气系统；以及涉及的热带非绝热位涡分布及其作用、边界层过程、辐射强迫过程、干/湿静力稳定度、不同尺度间相互作用等基础理论。全书内容全面、概念清晰、可读性强。可作为高等院校大气科学专业研究生和高年级本科生教材，也可作为海洋、航空、航海等相关专业教学、科研和业务人员的参考书。
作者简介
？T. N. Krishnamurti是世界著名的气象学家，尤其是在热带气象学领域有卓越的贡献。他是弗罗里达州立大学的气象学教授，在美国国家海洋和大气管理局（NOAA）环境模拟中心的飓风气候研究与预报（HWRF）系统的开发中发挥了重要作用。他在飓风预测领域的研究推动了气象学的发展，不仅提高了飓风预测的准确性，还为气象学家提供了更全面的风暴分析和预测工具？。黄小刚，教授，主要从事台风和中尺度动力学和数值模拟研究，担任国家重点研发计划课题组长，主持国家自然科学基金、NJCAR重点项目等课题。发表SCI论文30余篇，入选江苏省"333”工程中青年学术技术带头人培养对象。
目录
第1章 热带纬向平均环流 1
1.1 引言 1
1.2 纬向时间平均场 1
1.2.1 纬向风 1
1.2.2 经向平均环流 2
1.2.3 温度场 4
1.2.4 湿度场 5
1.3 纬向对称环流的经向输送 6
1.4 Hadley环流理论 8
1.4.1 Kuo-Eliassen方程的推导 8
1.4.2 Kuo-Eliassen方程的讨论 10
原著参考文献 11
第2章 热带地区的纬向非对称特征 13
2.1 引言 13
2.2 850 hPa和200 hPa对流层风 13
2.3 对流层高层的运动场 15
2.4 温度场 17
2.5 热带地区的东/西向环流 19
2.6 湿度场 20
2.7 海平面气压场 21
2.8 降水场 22
2.9 其他参数 25
原著参考文献 25
第3章 热带辐合带 27
3.1 热带辐合带的观测 27
3.2 热带辐合带理论 31
3.3 暖池SST的调节 33
原著参考文献 35
第4章 热致环流 37
4.1 Gill大气模型 37
4.1.1 Gill大气模型方程 37
4.1.2 Gill大气模型的解 40
4.2 沙漠热低压 47
4.2.1 热低压的日变化 48
4.2.2 热低压的垂直运动和散度结构 51
4.2.3 热低压上空辐射传输的垂直廓线 53
4.2.4 热低压的下沉运动和横向遥相关 56
4.3 热低压的热量收支 56
原著参考文献 58
第5章 季风 59
5.1 引言 59
5.2 季风区 60
5.3 非均匀加热和季风 60
5.4 亚洲季风的主轴 61
5.5 亚洲夏季风和冬季风的关键特征 62
5.6 季风爆发和撤退的等日期线 63
5.7 季风爆发的特征 65
5.8 季风的爆发和来自南方的水汽墙 67
5.9 季风爆发后阿拉伯海的冷却 68
5.10 与季风爆发相关的部分动力场 73
5.11 ?-? 相互作用 75
5.12 夏季风的最强降水量 80
5.13 印度季风的中断 81
5.14 印度季风的活跃期、中断期和撤退期 84
5.15 索马里急流 87
5.16 索马里急流的边界层动力学 90
5.17 索马里急流区域的上升流 92
原著参考文献 93
第6章 热带波动和热带低压 96
6.1 引言 96
6.2 正压不稳定 98
6.2.1 正压不稳定存在的必要条件 98
6.2.2 研究热带正压不稳定的有限差分方法 100
6.3 正压?D斜压联合不稳定 101
6.3.1 正压?D斜压联合不稳定存在的必要条件 101
6.3.2 正压?D斜压联合不稳定问题的初值方法 103
6.4 两类非洲波 107
原著参考文献 111
第7章 热带季节内振荡 112
7.1 观测事实 112
7.2 MJO理论 120
7.3 MJO中的西风爆发 124
7.4 ENSO的生消与MJO的联系 124
7.5 穿越热带的波能通量 126
7.6 基于实测数据的ISO预测 128
原著参考文献 133
第8章 尺度间相互作用 135
8.1 简介 135
8.2 波数域 135
8.3 频域 138
8.4 频域示例 139
8.5 波数域示例 142
8.5.1 全球热带地区 142
8.5.2 飓风 144
附录1 波数域方程的推导 150
附录2 一个简单的例子 154
原著参考文献 156
第9章 厄尔尼诺和南方涛动 157
9.1 简介 157
9.2 观测事实 157
9.3 ENSO情景 159
9.3.1 近赤道纬度海平面气压出现异常 159
9.3.2 信风 161
9.3.3 西太平洋海水的堆积 162
9.3.4 温跃层转换 163
9.3.5 典型海温异常、正常年和厄尔尼诺年海温异常 164
9.3.6 太平洋北美（PNA）遥相关型 166
9.3.7 发源于厄尔尼诺地区、近乎环绕全球的西风急流 166
9.4 ENSO的耦合模拟 168
9.4.1 Zebiak-Cane海洋模式 168
9.4.2 Zebiak-Cane海洋模式的模拟结果 171
9.5 ENSO理论 173
原著参考文献 174
第10章 全球热带非绝热位涡 176
10.1 简介 176
10.2 非绝热位涡方程 177
10.3 非绝热位涡方程在全球热带地区的应用 177
10.3.1 位涡 178
10.3.2 位涡的水平平流 179
10.3.3 位涡的垂直平流 179
10.3.4 垂直加热梯度 179
10.3.5 水平加热梯度 181
10.3.6 摩擦贡献项 181
10.4 非绝热位涡方程在飓风系统中的应用 182
原著参考文献 183
第11章 热带云团 185
11.1 引言 185
11.2 简单浮力驱动的干对流 186
11.3 简单浮力驱动的浅层湿对流 189
11.3.1 简单云模型 189
11.3.2 初始条件和边界条件及区域定义 191
11.3.3 数值模拟结果 191
11.4 云模式 194
11.4.1 运动学和热力学 195
11.4.2 云微物理 196
11.4.3 转换过程 200
11.4.4 模拟结果 201
原著参考文献 205
第12章 热带边界层 207
12.1 经验模型 207
12.1.1 混合长的概念 207
12.1.2 风廓线和地表拖曳 208
12.1.3 总体空气动力学方法 209
12.2 边界层的观测事实 210
12.3 一个简单的热带边界层模式 214
12.4 近地层相似理论 215
12.5 大尺度热带边界层的尺度分析 218
12.6 越赤道气流和行星边界层动力学 219
原著参考文献 221
第13章 辐射强迫 222
13.1 热带地区的辐射过程 222
13.2 浅积云和辐射传输 223
13.3 近地层能量平衡 224
13.3.1 地表温度 225
13.3.2 水汽收支和水循环研究中水汽通量的估算 225
13.3.3 表面感热和潜热通量 226
13.3.4 地球表面净太阳（短波）辐射 226
13.3.5 地球表面净热（长波）辐射 226
13.3.6 地表感热通量 228
13.3.7 地表潜热通量 229
13.4 大气层顶部净辐射通量 231
13.4.1 大气层顶部的净太阳辐射 231
13.4.2 大气层顶部的净热辐射 233
13.5 Hadley环流和纬向环流的辐射强迫 234
13.6 季风的生命周期 234
原著参考文献 236
第14章 干静力稳定度和湿静力稳定度 237
14.1 引言 237
14.2 一些常用的定义 237
14.3 干静力能和湿静力能 238
14.3.1 干静力能 238
14.3.2 湿静力能 239
14.4 干静力稳定度和湿静力稳定度方程 240
14.4.1 干静力稳定度方程 240
14.4.2 湿静力稳定度方程 243
14.5 信风逆温的观测事实 244
原著参考文献 251
第15章 飓风的观测 252
15.1 引言 252
15.2 常规观测 257
飓风内核观测 257
15.3 印度洋海域的热带气旋 261
原著参考文献 263
第16章 飓风的生成、路径和强度 264
16.1 引言 264
16.2 飓风的生成 265
16.2.1 水平切变不稳定 265
16.2.2 位涡守恒 266
16.2.3 非绝热效应 266
16.2.4 飓风中PV方程各项的量级 267
16.3 飓风的路径 268
16.3.1 ?效应 268
16.3.2 藤原效应 269
16.3.3 热带气旋的变性 270
16.4 飓风的强度 273
16.4.1 角动量原理 273
16.4.2 局地柱坐标系 274
16.4.3 力矩 275
16.4.4 飓风中的角动量场是什么样的 276
16.4.5 云力矩 277
16.4.6 表面摩擦力矩 279
16.4.7 什么是角动量常数廓线 279
16.4.8 气压力矩 280
16.4.9 内强迫与外强迫 282
16.4.10 涡旋热塔 284
16.4.11 涡旋Rossby波 284
附录1 切变涡度到曲率涡度的转换 285
原著参考文献 286
第17章 飓风模式与预报 287
17.1 引言 287
17.2 轴对称飓风模式 287
17.3 主流业务模式 291
17.4 大西洋飓风的多模式超级集合 293
17.5 太平洋台风的多模式超级集合 295
17.6 大西洋飓风的中尺度模式集合预报及中尺度模式与大尺度模式组合预报 296
原著参考文献 298
第18章 热带海风与日变化 300
18.1 引言 300
18.2 海风模式 301
18.3 关于日变化的一些观测事实 304
18.4 季风区的日变化 307
18.4.1 印度降水的日变化 310
18.4.2 喜马拉雅山麓与青藏高原东部的日变化转换 311
18.4.3 Arritt列线图 311
18.4.4 季风尺度的日变化 314
原著参考文献 316
第19章 热带飑线和中尺度对流系统 318
19.1 引言 318
19.2 西非飑线 319
19.2.1 飑线?D?D“非洲波的重要组成部分” 319
19.2.2 位于两支东风急流之间的飑线 320
19.2.3 其他飑线模型 321
19.2.4 飑线和非飑线系统 322
19.3 中尺度对流系统 325
19.4 对流组织化 326
原著参考文献 329
1.1 引言 1
1.2 纬向时间平均场 1
1.2.1 纬向风 1
1.2.2 经向平均环流 2
1.2.3 温度场 4
1.2.4 湿度场 5
1.3 纬向对称环流的经向输送 6
1.4 Hadley环流理论 8
1.4.1 Kuo-Eliassen方程的推导 8
1.4.2 Kuo-Eliassen方程的讨论 10
原著参考文献 11
第2章 热带地区的纬向非对称特征 13
2.1 引言 13
2.2 850 hPa和200 hPa对流层风 13
2.3 对流层高层的运动场 15
2.4 温度场 17
2.5 热带地区的东/西向环流 19
2.6 湿度场 20
2.7 海平面气压场 21
2.8 降水场 22
2.9 其他参数 25
原著参考文献 25
第3章 热带辐合带 27
3.1 热带辐合带的观测 27
3.2 热带辐合带理论 31
3.3 暖池SST的调节 33
原著参考文献 35
第4章 热致环流 37
4.1 Gill大气模型 37
4.1.1 Gill大气模型方程 37
4.1.2 Gill大气模型的解 40
4.2 沙漠热低压 47
4.2.1 热低压的日变化 48
4.2.2 热低压的垂直运动和散度结构 51
4.2.3 热低压上空辐射传输的垂直廓线 53
4.2.4 热低压的下沉运动和横向遥相关 56
4.3 热低压的热量收支 56
原著参考文献 58
第5章 季风 59
5.1 引言 59
5.2 季风区 60
5.3 非均匀加热和季风 60
5.4 亚洲季风的主轴 61
5.5 亚洲夏季风和冬季风的关键特征 62
5.6 季风爆发和撤退的等日期线 63
5.7 季风爆发的特征 65
5.8 季风的爆发和来自南方的水汽墙 67
5.9 季风爆发后阿拉伯海的冷却 68
5.10 与季风爆发相关的部分动力场 73
5.11 ?-? 相互作用 75
5.12 夏季风的最强降水量 80
5.13 印度季风的中断 81
5.14 印度季风的活跃期、中断期和撤退期 84
5.15 索马里急流 87
5.16 索马里急流的边界层动力学 90
5.17 索马里急流区域的上升流 92
原著参考文献 93
第6章 热带波动和热带低压 96
6.1 引言 96
6.2 正压不稳定 98
6.2.1 正压不稳定存在的必要条件 98
6.2.2 研究热带正压不稳定的有限差分方法 100
6.3 正压?D斜压联合不稳定 101
6.3.1 正压?D斜压联合不稳定存在的必要条件 101
6.3.2 正压?D斜压联合不稳定问题的初值方法 103
6.4 两类非洲波 107
原著参考文献 111
第7章 热带季节内振荡 112
7.1 观测事实 112
7.2 MJO理论 120
7.3 MJO中的西风爆发 124
7.4 ENSO的生消与MJO的联系 124
7.5 穿越热带的波能通量 126
7.6 基于实测数据的ISO预测 128
原著参考文献 133
第8章 尺度间相互作用 135
8.1 简介 135
8.2 波数域 135
8.3 频域 138
8.4 频域示例 139
8.5 波数域示例 142
8.5.1 全球热带地区 142
8.5.2 飓风 144
附录1 波数域方程的推导 150
附录2 一个简单的例子 154
原著参考文献 156
第9章 厄尔尼诺和南方涛动 157
9.1 简介 157
9.2 观测事实 157
9.3 ENSO情景 159
9.3.1 近赤道纬度海平面气压出现异常 159
9.3.2 信风 161
9.3.3 西太平洋海水的堆积 162
9.3.4 温跃层转换 163
9.3.5 典型海温异常、正常年和厄尔尼诺年海温异常 164
9.3.6 太平洋北美（PNA）遥相关型 166
9.3.7 发源于厄尔尼诺地区、近乎环绕全球的西风急流 166
9.4 ENSO的耦合模拟 168
9.4.1 Zebiak-Cane海洋模式 168
9.4.2 Zebiak-Cane海洋模式的模拟结果 171
9.5 ENSO理论 173
原著参考文献 174
第10章 全球热带非绝热位涡 176
10.1 简介 176
10.2 非绝热位涡方程 177
10.3 非绝热位涡方程在全球热带地区的应用 177
10.3.1 位涡 178
10.3.2 位涡的水平平流 179
10.3.3 位涡的垂直平流 179
10.3.4 垂直加热梯度 179
10.3.5 水平加热梯度 181
10.3.6 摩擦贡献项 181
10.4 非绝热位涡方程在飓风系统中的应用 182
原著参考文献 183
第11章 热带云团 185
11.1 引言 185
11.2 简单浮力驱动的干对流 186
11.3 简单浮力驱动的浅层湿对流 189
11.3.1 简单云模型 189
11.3.2 初始条件和边界条件及区域定义 191
11.3.3 数值模拟结果 191
11.4 云模式 194
11.4.1 运动学和热力学 195
11.4.2 云微物理 196
11.4.3 转换过程 200
11.4.4 模拟结果 201
原著参考文献 205
第12章 热带边界层 207
12.1 经验模型 207
12.1.1 混合长的概念 207
12.1.2 风廓线和地表拖曳 208
12.1.3 总体空气动力学方法 209
12.2 边界层的观测事实 210
12.3 一个简单的热带边界层模式 214
12.4 近地层相似理论 215
12.5 大尺度热带边界层的尺度分析 218
12.6 越赤道气流和行星边界层动力学 219
原著参考文献 221
第13章 辐射强迫 222
13.1 热带地区的辐射过程 222
13.2 浅积云和辐射传输 223
13.3 近地层能量平衡 224
13.3.1 地表温度 225
13.3.2 水汽收支和水循环研究中水汽通量的估算 225
13.3.3 表面感热和潜热通量 226
13.3.4 地球表面净太阳（短波）辐射 226
13.3.5 地球表面净热（长波）辐射 226
13.3.6 地表感热通量 228
13.3.7 地表潜热通量 229
13.4 大气层顶部净辐射通量 231
13.4.1 大气层顶部的净太阳辐射 231
13.4.2 大气层顶部的净热辐射 233
13.5 Hadley环流和纬向环流的辐射强迫 234
13.6 季风的生命周期 234
原著参考文献 236
第14章 干静力稳定度和湿静力稳定度 237
14.1 引言 237
14.2 一些常用的定义 237
14.3 干静力能和湿静力能 238
14.3.1 干静力能 238
14.3.2 湿静力能 239
14.4 干静力稳定度和湿静力稳定度方程 240
14.4.1 干静力稳定度方程 240
14.4.2 湿静力稳定度方程 243
14.5 信风逆温的观测事实 244
原著参考文献 251
第15章 飓风的观测 252
15.1 引言 252
15.2 常规观测 257
飓风内核观测 257
15.3 印度洋海域的热带气旋 261
原著参考文献 263
第16章 飓风的生成、路径和强度 264
16.1 引言 264
16.2 飓风的生成 265
16.2.1 水平切变不稳定 265
16.2.2 位涡守恒 266
16.2.3 非绝热效应 266
16.2.4 飓风中PV方程各项的量级 267
16.3 飓风的路径 268
16.3.1 ?效应 268
16.3.2 藤原效应 269
16.3.3 热带气旋的变性 270
16.4 飓风的强度 273
16.4.1 角动量原理 273
16.4.2 局地柱坐标系 274
16.4.3 力矩 275
16.4.4 飓风中的角动量场是什么样的 276
16.4.5 云力矩 277
16.4.6 表面摩擦力矩 279
16.4.7 什么是角动量常数廓线 279
16.4.8 气压力矩 280
16.4.9 内强迫与外强迫 282
16.4.10 涡旋热塔 284
16.4.11 涡旋Rossby波 284
附录1 切变涡度到曲率涡度的转换 285
原著参考文献 286
第17章 飓风模式与预报 287
17.1 引言 287
17.2 轴对称飓风模式 287
17.3 主流业务模式 291
17.4 大西洋飓风的多模式超级集合 293
17.5 太平洋台风的多模式超级集合 295
17.6 大西洋飓风的中尺度模式集合预报及中尺度模式与大尺度模式组合预报 296
原著参考文献 298
第18章 热带海风与日变化 300
18.1 引言 300
18.2 海风模式 301
18.3 关于日变化的一些观测事实 304
18.4 季风区的日变化 307
18.4.1 印度降水的日变化 310
18.4.2 喜马拉雅山麓与青藏高原东部的日变化转换 311
18.4.3 Arritt列线图 311
18.4.4 季风尺度的日变化 314
原著参考文献 316
第19章 热带飑线和中尺度对流系统 318
19.1 引言 318
19.2 西非飑线 319
19.2.1 飑线?D?D“非洲波的重要组成部分” 319
19.2.2 位于两支东风急流之间的飑线 320
19.2.3 其他飑线模型 321
19.2.4 飑线和非飑线系统 322
19.3 中尺度对流系统 325
19.4 对流组织化 326
原著参考文献 329
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