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出版者:气象出版社

作者:张书余

出品人:

页数:232

译者:

出版时间:2002-5

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502933401

丛书系列:

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城市环境气象预报技术 本书并非关于城市环境气象预报技术的专著，而是深入探讨宏观地球物理过程、区域气候模拟、以及极端天气事件对社会经济影响的综合性学术著作。 --- 第一部分：全球气候动力学与地球系统耦合模型 本书的开篇聚焦于驱动地球气候系统的基本物理机制，摒弃了针对特定城市尺度的微观操作细节，转而着眼于驱动全球乃至区域气候变化的长周期动力学过程。 第一章：大气环流的非线性动力学基础 本章详细阐述了大气运动的纳维-斯托克斯方程组在球体上的非线性特性，重点分析了科里奥利力、地转平衡以及梯度风平衡在行星尺度上的表现。我们探讨了中尺度扰动（如中纬度气旋和反气旋）如何与宏观的哈德莱环流、沃克环流等三圈环流系统相互作用，形成全球能量传输和角动量交换的复杂网络。重点案例研究是准两年振荡（QBO）和太平洋十年涛动（PDO）如何通过调制对流层和平流层顶的耦合，影响全球尺度的遥相关事件。本书对数值求解这些偏微分方程组的迭代方法进行了深入探讨，尤其关注了在非均匀网格划分下，如何保持高纬度极地物理过程的准确性。 第二章：海洋-大气相互作用与气候敏感性 海洋作为地球上最大的热量和碳库，其与大气间的能量和物质交换是决定长期气候态的关键。本章深入研究了海气界面湍流过程、海洋混合层动力学，以及深海环流（如大洋温盐环流，AMOC）对气候变率的影响。我们引入了耦合海洋-大气环流模型（AOGCMs）的框架，重点分析了气候敏感性的概念——即大气中 $ ext{CO}_2$ 浓度加倍时，全球平均表面温度的长期变化幅度。书中对云的辐射强迫效应（特别是低云盖的形成与消亡机制）进行了详细的物理化学讨论，这与城市边界层内局部水汽凝结的微物理过程截然不同。同时，本书探讨了太阳活动周期和火山喷发对平流层气溶胶分布的影响，以及这种外强迫如何通过辐射平衡反馈到地表气候。 第三章：陆面过程与水文循环的区域气候效应 本章将研究范围缩小至大陆尺度的水文和能量平衡。我们关注了植被覆盖、土壤湿度、雪盖反照率等陆面边界条件对区域气候的影响。探讨了大型植被区域（如亚马逊雨林）如何通过蒸散发反馈调制降水，从而影响区域大气环流的稳定性和持续性。书中运用了地表能量平衡模型，分析了冰雪消融季节性变化对地表反照率的季节性调制，以及这种调制如何通过边界层热力结构影响中纬度气旋的发展路径。章节末尾对大规模水库建设和灌溉活动如何改变区域平均潜热通量和感热通量的宏观影响进行了案例分析。 --- 第二部分：中尺度天气系统与区域气候模拟 本部分侧重于分析尺度大于行星尺度，但小于城市尺度的中尺度天气现象，以及在区域气候模型（RCMs）中对这些现象的表征方法。 第四章：中纬度锋面系统与气旋生命史模拟 本章聚焦于中纬度温带气旋和反气旋的结构、发展与消亡。我们详细解析了锋面理论，包括锋面上的气压梯度和温度梯度如何驱动气旋的快速发展（即Eady模式或条件不稳定性）。本书采用的描述是宏观上的涡旋发展，而非局地对流触发。我们讨论了中尺度对流复合体（MCCs）和飑线系统在强垂直风切变条件下的形成机制，并探讨了如何利用数值天气预报模型中的参数化方案来模拟这些高影响天气系统在区域尺度的能量释放过程。 第五章：地形强迫与山地气象学 地形是塑造区域天气格局的主要因素。本章深入研究了山脉对大气流动的影响，包括山脉阻挡效应、地形抬升导致的绝热冷却和降水、以及下沉 Foehn 效应。我们详细分析了山地波（Mountain Waves）的形成条件、传播机制及其在平流层中的波破碎现象。此外，书中探讨了山谷风和山脊风的日变化循环，以及夜间冷空气沿坡地向下流动的重力流（Katabatic Flow）的物理模型，这与城市峡谷效应的微观湍流混合是不同的概念。 第六章：区域气候模型的构建与误差分析 本章详细介绍了区域气候模型（RCMs）相对于全球模型在分辨率上的优势，并讨论了如何通过嵌套网格（Nested Grid）技术实现区域尺度的精细模拟。核心内容在于对参数化方案的选择和优化，特别是对于云微物理过程、行星边界层（PBL）湍流混合参数化方案的讨论。我们着重分析了边界条件设置对模拟结果的敏感性，以及在区域尺度上，如何评估和减小模型对初始场和边界场信息的依赖性误差，确保长期气候模拟的物理一致性。 --- 第三部分：极端事件的统计分析与长期风险评估 本部分不涉及短期预报的业务流程，而是采用统计学和概率论方法，对历史数据进行分析，以评估长期极端气候事件的频率和强度变化。 第七章：极端值的统计建模与回溯分析 本章介绍了评估极端天气事件（如百年一遇的洪水、极端高温）的统计学工具。我们应用广义极值分布（GEV）和珀卡特分布（POT）模型来拟合降水、温度等气候变量的尾部分布。分析重点是识别气候系统中导致事件“极端性”的驱动因子，例如通过主成分分析（PCA）识别影响我国东部地区台风路径和强度的主要模态。本书侧重于构建概率风险图谱，而非提供未来几天的具体预报。 第八章：气候变化背景下的影响评估与适应性 本章从宏观社会经济角度讨论气候变化带来的风险。内容涵盖了对农业生产、水资源管理以及基础设施抗灾能力的影响评估。我们使用情景模拟（Scenario Simulation），结合 RCP（Representative Concentration Pathways）或 SSP（Shared Socioeconomic Pathways）路径，预测未来几十年内区域平均温度升高和降水格局改变对特定经济部门的潜在冲击。这是一种基于长期趋势和概率的风险管理方法，而非短期预报技术的应用。 --- 总结而言，本书为研究地球系统科学、区域气候模拟、以及宏观气候风险评估的科研人员和高年级学生提供了深入的理论框架和数值模拟方法，其核心是理解驱动行星尺度和区域气候的复杂物理机制，与侧重于特定城市尺度短期天气预报的实践技术无直接关联。

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我一直以为气象预报的最终目标是提供一个明确的天气状况，但这本书让我看到了更广阔的视野。它强调了气象预报的“服务性”，如何将预报结果转化为对城市居民生活、生产活动有实际价值的信息。比如，书中关于城市舒适度预报的章节，详细介绍了如何结合温度、湿度、风速等要素，为公众提供更贴心的出行、穿衣、户外活动建议。这种“以人为本”的预报理念，让我对气象工作有了全新的认识。

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我一直对数据可视化在科学研究中的应用很感兴趣，而《城市环境气象预报技术》在这方面给了我很大的启发。书中列举了大量通过图表、地图等形式展示气象预报结果的案例。例如，关于城市温度分布预报的专题，作者展示了如何利用高分辨率的温度场图来直观地呈现城市热岛的强度和范围，这对于城市规划和市民出行都具有重要的参考价值。此外，书中还介绍了如何利用三维动画来模拟污染物的扩散路径，这种可视化技术不仅让复杂的科学概念变得易于理解，也为决策者提供了更直观的决策依据。

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这本书的内容之丰富，真的超出了我的预期。我原本以为会是一本偏向理论推导的书籍，但实际阅读后发现，它在实际应用层面也做了大量的阐述。从传统的数值天气预报模型，到近年来兴起的基于大数据和人工智能的预报方法，书里都有涉及。特别是关于城市局地预报模型的部分，作者详细介绍了如何针对城市复杂的地形和下垫面特性进行模型优化，以及如何融合多源观测数据（如地面气象站、卫星遥感、探空仪等）来提高预报的精度和时效性。这对于我们这些在城市气象部门工作的人来说，无疑是一份宝贵的财富，它为我们改进日常预报业务提供了新的思路和方法。

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《城市环境气象预报技术》不仅仅是一本技术手册，更是一部关于城市与自然的对话录。书中通过生动的案例，阐释了气象预报在城市防灾减灾中的重要作用。例如，在应对强降雨、雷暴大风等极端天气事件时，精准的气象预报能够为城市排水系统的调度、交通管制、应急救援等提供及时有效的支持，最大限度地减少灾害损失。这让我深刻认识到，气象预报不仅仅是学术研究，更是保障城市安全运行的基石。

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这本书，我是在一个偶然的机会下看到的，当时正值城市化进程加速，空气质量问题日益凸显，我对如何通过科学手段改善城市环境充满了好奇。翻开《城市环境气象预报技术》，首先映入眼帘的是扎实的基础理论，作者深入浅出地讲解了大气物理学的基本原理，从温室效应到气溶胶扩散，再到大气环流模型，每一个概念都阐述得清晰明了。我尤其对书中关于城市下垫面效应的章节印象深刻，它详细剖析了建筑、绿地、水体等不同城市要素如何影响局地气象要素，比如城市热岛效应的形成机制、不同城市形态对风场的影响等，这让我意识到，我们每天呼吸的空气，其实与我们身处的城市环境息息相关。

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阅读《城市环境气象预报技术》的过程，就像是经历了一场思想的洗礼。我一直以为气象预报只是简单地预测明天的天气，但这本书让我看到了更深层次的科学研究。它不仅关注宏观的天气现象，更将目光聚焦在城市这个特殊的“微气候”环境中。书中关于空气污染气象条件分析的章节，令我醍醐灌顶。它详细解释了为什么在特定的气象条件下，雾霾会更容易形成和聚集，以及不同的大气稳定度、风向风速对污染物扩散的影响。这让我明白了，要有效地治理城市空气污染，必须先深入理解其中的气象机制。

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这本书给我最大的感受是，城市环境气象预报并非孤立存在，它与城市规划、环境保护、可持续发展等多个领域紧密相连。书中通过对城市微气候的深入研究，揭示了人类活动对城市环境的深刻影响，并指出了如何利用气象预报技术来指导城市建设，实现人与自然的和谐共生。这让我意识到，作为一名气象工作者，肩负着重要的社会责任，我们所做的每一项预报，都可能对城市的未来产生深远的影响。

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这本书的学术严谨性令我印象深刻。作者在论述每一个技术点时，都引用了大量的国内外前沿研究成果，并详细阐述了其理论基础和技术细节。我特别欣赏书中关于不确定性分析的部分，它强调了气象预报并非绝对准确，并介绍了如何通过集合预报等方法来量化预报的不确定性，以及如何将这些不确定性信息有效地传达给公众。这对于我们理解和应用气象预报信息，避免过度依赖单一的预报结果，具有重要的指导意义。

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在阅读《城市环境气象预报技术》的过程中，我深刻体会到了科技创新的力量。书中不仅介绍了成熟的技术方法，还对未来城市环境气象预报的发展趋势进行了展望，比如人工智能在气象预报中的应用、高分辨率模型的发展、以及与其他学科的交叉融合等。这让我对未来城市环境气象预报的发展充满了期待，也激励我不断学习和探索新的技术。

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这本书的结构设计非常合理，逻辑清晰，层层递进。从基础理论到模型构建，再到应用与评估，每一步都衔接得恰到好处。我特别喜欢书中关于模型评估与改进的部分，它不仅介绍了常用的评估指标，还详细阐述了如何根据评估结果来诊断模型存在的问题，并提出具体的改进方案。这对于我们这些希望不断提升预报能力的研究者和实践者来说，无疑是一份宝贵的“实战指南”。

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