天气分析预报物理量计算基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:气象出版社

作者:刘健文

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:2005-6-1

价格:50.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502939618

丛书系列:

图书标签:

• 大气科学
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《天气分析预报物理量计算基础》并非一本介绍特定图书内容的简介，而是一份旨在勾勒出该领域核心知识体系的概述。它着重于为读者构建理解天气现象及其预测方法所需的理论框架和计算工具，而非罗列某本书籍的章节标题或具体案例。 核心内容概览： 本书旨在系统性地梳理和阐述天气分析与预报过程中所涉及的关键物理量及其计算方法。它将深入剖析大气科学的基本原理，从宏观动力学到微观物理过程，为读者提供坚实的理论基础。 一、 大气运动的物理基础： 热力学定律与大气状态参量： 详细讲解理想气体定律、绝热过程、比热容等基本概念，以及温度、气压、湿度、密度等关键状态参量在不同高度和时间尺度的变化规律。探讨水汽的相变过程（蒸发、凝结、凝华、升华）及其对大气能量和湿度的影响，包括饱和度、露点、湿球温度等。 流体力学在天气中的应用： 引入描述流体运动的基本方程，如连续性方程、动量方程（包括科氏力、压力梯度力、摩擦力等）、能量方程。重点阐述这些方程如何应用于大气环流的分析，例如解释行星风带、季风、信风的形成机制。 大气动力学核心概念： 深入解析涡度、散度、垂直速度的物理意义及其在天气系统中的作用。解释罗斯贝波、重力波等大气波动现象，以及它们对天气演变的影响。 二、 天气系统的动力学特征与演变： 气旋与反气旋的动力学： 详细分析气旋（低压系统）和反气旋（高压系统）的形成、发展和移动机制。阐述锋面（冷锋、暖锋、锢锋、准静止锋）的结构、识别及其在天气变化中的重要性。 大气环流模式： 介绍大尺度大气环流的模式，如哈德里环流、费雷尔环流、极地环流，以及它们如何与中尺度天气系统相互作用。 天气系统的非线性动力学： 探讨混沌理论在天气预报中的意义，理解为什么长期天气预报的准确性会随时间指数级下降，以及“蝴蝶效应”的含义。 三、 天气预报的计算方法与模型： 数值天气预报（NWP）基础： 介绍数值天气预报的基本原理，包括如何将大气运动方程组进行离散化，以及初始场的选取和同化技术的重要性。 不同尺度天气模型的特点： 区分和介绍不同分辨率和尺度的数值模型，如全球模型、区域模型、中尺度模型，以及它们各自的适用范围和优势。 物理过程参数化： 阐述在数值模型中，如何对无法直接解析的物理过程（如云的形成、降水、辐射传输、边界层过程）进行参数化处理。 预报产品的解释与应用： 介绍常见的预报产品，如位势高度场、温度场、湿度场、风场、降水预报、极端天气预警等，并讲解如何解读和应用这些预报产品。 四、 关键物理量的计算与分析： 位势高度计算： 阐述如何根据气压和温度数据，利用静力学方程计算不同等压面上的位势高度。 温度平流与湿度平流： 讲解如何计算单位时间内某一区域温度或湿度的变化率，以及它们对天气系统的影响。 垂直积分量计算： 介绍如总降水量、总能量等垂直积分量的计算方法，以及它们在天气评估中的作用。 稳定性分析： 阐述稳定度指数（如CAPE, CIN, KI）的计算和意义，以及它们与对流性天气（如雷暴、冰雹）发生可能性的关联。 目标读者： 本概述旨在为气象学、地理学、环境科学等相关专业的学生、科研人员以及对天气分析和预报技术感兴趣的读者提供一个系统性的学习框架。它适合那些希望深入理解天气现象背后的物理机制，掌握天气预报计算方法，并能初步分析和解读天气预报信息的人士。 学习价值： 通过对本书核心内容的学习，读者将能够： 掌握大气运动和热力学的基本定律。 理解各种天气系统的形成和演变机理。 熟悉数值天气预报的基本原理和模型。 掌握计算和分析关键天气物理量的方法。 提升对天气过程的认知水平，为进一步的深入研究和实际应用打下坚实基础。 总而言之，本书将致力于将抽象的大气物理概念转化为可计算、可分析的量，从而赋能读者更深入地理解并预测我们赖以生存的大气环境。

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这本书的装帧设计倒是挺有意思的，封面那种深邃的蓝色调，配上一些抽象的气流线条图案，初看之下确实给人一种专业、严谨的印象。我是在一个朋友的推荐下接触到的，他一直强调这本书在基础理论构建上的扎实程度，特别适合那些想要从根本上理解天气预报背后数学和物理机制的读者。拿到手后翻阅了一下目录，内容覆盖面广，从基础的大气运动方程组到具体的数值模式参数化方案，都做了比较系统的梳理。不过，我个人更关注它在实际应用案例中的讲解深度。有些理论书籍虽然把公式推导得清清楚楚，但在如何将这些复杂的数学模型转化为可操作的预报产品时，往往显得有些隔靴搔痒。我希望能看到更多关于如何处理边界条件、如何进行误差订正的具体例子，而不是停留在纯粹的理论探讨上。毕竟，对于我们这些需要日常参考的人来说，能否在实际工作中“用起来”，才是检验一本书价值的重要标准。期待它能在接下来的阅读中，给我带来更多实战性的启发，而不是仅仅停留在高深的象牙塔内。

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从整体结构来看，这本书的体系搭建得非常扎实，这一点值得肯定。它似乎有意地将“理论建模”和“实际应用中的挑战”并重处理，这一点在后续的章节中体现得比较明显。我特别留意了其中关于“次网格尺度过程参数化”的那一章，这部分通常是衡量一本专业书籍是否能跟上时代前沿的重要标志。作者对湍流扩散和边界层过程的描述，展现了对当前数值天气预报（NWP）瓶颈问题的深刻认识。然而，我希望作者能在展望未来趋势时，加入更多关于机器学习和人工智能技术如何融入传统物理模型框架的讨论。当前的气象科学发展非常迅速，一个面向未来的参考书，不应该仅仅局限于经典物理框架下的现有解决方案，也需要探讨如何利用新的计算范式来克服传统模型计算量巨大、分辨率受限的弊端。期待下一版能在这方面有所侧重。

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老实说，这本书的文字风格我得适应一段时间。它走的是那种非常教科书式的、偏向学术论文的叙述路径，每一个概念的引入都力求逻辑上的无懈可击和推导上的严密性。对于习惯了快餐式、碎片化知识获取的读者来说，这无疑是个挑战。我花了挺大力气才啃完前几章关于大气热力学和动力学基础的部分，感觉作者在每一个物理量定义和公式的来源上都做了详尽的考证，这在很大程度上保证了内容的准确性。然而，这种过度的严谨性也带来了一个小问题：阅读的流畅度有所下降。我希望能看到一些更具启发性的过渡句，或者通过一些生动的比喻来解释那些晦涩难懂的概念。比如，在讨论科里奥利力对气流的影响时，如果能结合一个地球自转带来的实际天气现象进行可视化阐述，可能效果会更好。总而言之，这是一本需要坐下来、沉下心才能读进去的“硬核”读物，它要求读者具备一定的先验知识储备。

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这本书的排版和插图处理方式，我觉得还有提升的空间。虽然内容本身看起来是相当硬核的，但一些关键图表的清晰度和信息密度让我略感困惑。特别是涉及到三维流场模拟结果或者等值面分析图的时候，如果能采用更高分辨率的彩色印刷，或者在图注中更明确地指出不同线条、不同阴影代表的具体物理意义，无疑会大大减轻读者的理解负担。我注意到，有些复杂的公式推导部分，虽然步骤完整，但相邻公式之间的逻辑跳跃性稍大，让人不得不频繁地前后翻阅，以确认变量的定义是否发生变化。如果能在关键的公式旁边增加一些简明的文字注释，解释每一步变换的物理意义，而不是仅仅停留于数学运算的展示，那么这本书的辅助学习功能就会大大增强。毕竟，物理分析的核心在于理解现象背后的机制，而不仅仅是符号的转换游戏。

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我周围的同行朋友们对这本书的评价褒贬不一，这或许正说明了它的定位比较独特。对于那些已经在大气科学领域深耕多年、只需要一本工具书来查阅特定公式或参数方案的资深研究人员来说，这本书无疑提供了极大的便利，其详尽的索引和参考文献体系是其优点之一。但对于初入此领域的本科高年级学生或跨界转入的工程师而言，可能会觉得门槛过高，缺乏一个循序渐进的引导过程。例如，在介绍数值方法（如有限差分或谱方法）求解流体方程时，如果能先用一个最简单的二维对流方程作为实例进行细致的讲解，帮助读者建立起离散化思维，再过渡到复杂的三维全波方程组，那么这本书的普适性会大大提高。目前的写法更像是直接面向已经掌握了数值方法基础的读者，少了那么一点点“从零开始”的耐心和关怀。

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开卷考试，书都翻烂了也找不到。

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