熱帶氣象學

第1章 熱帶緯向平均環(huán)流 1
1.1 引言 1
1.2 緯向時間平均場 1
1.2.1 緯向風 1
1.2.2 經向平均環(huán)流 2
1.2.3 溫度場 4
1.2.4 濕度場 5
1.3 緯向對稱環(huán)流的經向輸送 6
1.4 Hadley環(huán)流理論 8
1.4.1 Kuo-Eliassen方程的推導 8
1.4.2 Kuo-Eliassen方程的討論 10
原著參考文獻 11
第2章 熱帶地區(qū)的緯向非對稱特征 13
2.1 引言 13
2.2 850 hPa和200 hPa對流層風 13
2.3 對流層高層的運動場 15
2.4 溫度場 17
2.5 熱帶地區(qū)的東/西向環(huán)流 19
2.6 濕度場 20
2.7 海平面氣壓場 21
2.8 降水場 22
2.9 其他參數 25
原著參考文獻 25
第3章 熱帶輻合帶 27
3.1 熱帶輻合帶的觀測 27
3.2 熱帶輻合帶理論 31
3.3 暖池SST的調節(jié) 33
原著參考文獻 35
第4章 熱致環(huán)流 37
4.1 Gill大氣模型 37
4.1.1 Gill大氣模型方程 37
4.1.2 Gill大氣模型的解 40
4.2 沙漠熱低壓 47
4.2.1 熱低壓的日變化 48
4.2.2 熱低壓的垂直運動和散度結構 51
4.2.3 熱低壓上空輻射傳輸的垂直廓線 53
4.2.4 熱低壓的下沉運動和橫向遙相關 56
4.3 熱低壓的熱量收支 56
原著參考文獻 58
第5章 季風 59
5.1 引言 59
5.2 季風區(qū) 60
5.3 非均勻加熱和季風 60
5.4 亞洲季風的主軸 61
5.5 亞洲夏季風和冬季風的關鍵特征 62
5.6 季風爆發(fā)和撤退的等日期線 63
5.7 季風爆發(fā)的特征 65
5.8 季風的爆發(fā)和來自南方的水汽墻 67
5.9 季風爆發(fā)后阿拉伯海的冷卻 68
5.10 與季風爆發(fā)相關的部分動力場 73
5.11 ?-? 相互作用 75
5.12 夏季風的最強降水量 80
5.13 印度季風的中斷 81
5.14 印度季風的活躍期、中斷期和撤退期 84
5.15 索馬里急流 87
5.16 索馬里急流的邊界層動力學 90
5.17 索馬里急流區(qū)域的上升流 92
原著參考文獻 93
第6章 熱帶波動和熱帶低壓 96
6.1 引言 96
6.2 正壓不穩(wěn)定 98
6.2.1 正壓不穩(wěn)定存在的必要條件 98
6.2.2 研究熱帶正壓不穩(wěn)定的有限差分方法 100
6.3 正壓?D斜壓聯(lián)合不穩(wěn)定 101
6.3.1 正壓?D斜壓聯(lián)合不穩(wěn)定存在的必要條件 101
6.3.2 正壓?D斜壓聯(lián)合不穩(wěn)定問題的初值方法 103
6.4 兩類非洲波 107
原著參考文獻 111
第7章 熱帶季節(jié)內振蕩 112
7.1 觀測事實 112
7.2 MJO理論 120
7.3 MJO中的西風爆發(fā) 124
7.4 ENSO的生消與MJO的聯(lián)系 124
7.5 穿越熱帶的波能通量 126
7.6 基于實測數據的ISO預測 128
原著參考文獻 133
第8章 尺度間相互作用 135
8.1 簡介 135
8.2 波數域 135
8.3 頻域 138
8.4 頻域示例 139
8.5 波數域示例 142
8.5.1 全球熱帶地區(qū) 142
8.5.2 颶風 144
附錄1　　波數域方程的推導 150
附錄2　一個簡單的例子 154
原著參考文獻 156
第9章 厄爾尼諾和南方濤動 157
9.1 簡介 157
9.2 觀測事實 157
9.3 ENSO情景 159
9.3.1 近赤道緯度海平面氣壓出現(xiàn)異常 159
9.3.2 信風 161
9.3.3 西太平洋海水的堆積 162
9.3.4 溫躍層轉換 163
9.3.5 典型海溫異常、正常年和厄爾尼諾年海溫異常 164
9.3.6 太平洋北美（PNA）遙相關型 166
9.3.7 發(fā)源于厄爾尼諾地區(qū)、近乎環(huán)繞全球的西風急流 166
9.4 ENSO的耦合模擬 168
9.4.1 Zebiak-Cane海洋模式 168
9.4.2 Zebiak-Cane海洋模式的模擬結果 171
9.5 ENSO理論 173
原著參考文獻 174
第10章 全球熱帶非絕熱位渦 176
10.1 簡介 176
10.2 非絕熱位渦方程 177
10.3 非絕熱位渦方程在全球熱帶地區(qū)的應用 177
10.3.1 位渦 178
10.3.2 位渦的水平平流 179
10.3.3 位渦的垂直平流 179
10.3.4 垂直加熱梯度 179
10.3.5 水平加熱梯度 181
10.3.6 摩擦貢獻項 181
10.4 非絕熱位渦方程在颶風系統(tǒng)中的應用 182
原著參考文獻 183
第11章 熱帶云團 185
11.1 引言 185
11.2 簡單浮力驅動的干對流 186
11.3 簡單浮力驅動的淺層濕對流 189
11.3.1 簡單云模型 189
11.3.2 初始條件和邊界條件及區(qū)域定義 191
11.3.3 數值模擬結果 191
11.4 云模式 194
11.4.1 運動學和熱力學 195
11.4.2 云微物理 196
11.4.3 轉換過程 200
11.4.4 模擬結果 201
原著參考文獻 205
第12章 熱帶邊界層 207
12.1 經驗模型 207
12.1.1 混合長的概念 207
12.1.2 風廓線和地表拖曳 208
12.1.3 總體空氣動力學方法 209
12.2 邊界層的觀測事實 210
12.3 一個簡單的熱帶邊界層模式 214
12.4 近地層相似理論 215
12.5 大尺度熱帶邊界層的尺度分析 218
12.6 越赤道氣流和行星邊界層動力學 219
原著參考文獻 221
第13章 輻射強迫 222
13.1 熱帶地區(qū)的輻射過程 222
13.2 淺積云和輻射傳輸 223
13.3 近地層能量平衡 224
13.3.1 地表溫度 225
13.3.2 水汽收支和水循環(huán)研究中水汽通量的估算 225
13.3.3 表面感熱和潛熱通量 226
13.3.4 地球表面凈太陽（短波）輻射 226
13.3.5 地球表面凈熱（長波）輻射 226
13.3.6 地表感熱通量 228
13.3.7 地表潛熱通量 229
13.4 大氣層頂部凈輻射通量 231
13.4.1 大氣層頂部的凈太陽輻射 231
13.4.2 大氣層頂部的凈熱輻射 233
13.5 Hadley環(huán)流和緯向環(huán)流的輻射強迫 234
13.6 季風的生命周期 234
原著參考文獻 236
第14章 干靜力穩(wěn)定度和濕靜力穩(wěn)定度 237
14.1 引言 237
14.2 一些常用的定義 237
14.3 干靜力能和濕靜力能 238
14.3.1 干靜力能 238
14.3.2 濕靜力能 239
14.4 干靜力穩(wěn)定度和濕靜力穩(wěn)定度方程 240
14.4.1 干靜力穩(wěn)定度方程 240
14.4.2 濕靜力穩(wěn)定度方程 243
14.5 信風逆溫的觀測事實 244
原著參考文獻 251
第15章 颶風的觀測 252
15.1 引言 252
15.2 常規(guī)觀測 257
颶風內核觀測 257
15.3 印度洋海域的熱帶氣旋 261
原著參考文獻 263
第16章 颶風的生成、路徑和強度 264
16.1 引言 264
16.2 颶風的生成 265
16.2.1 水平切變不穩(wěn)定 265
16.2.2 位渦守恒 266
16.2.3 非絕熱效應 266
16.2.4 颶風中PV方程各項的量級 267
16.3 颶風的路徑 268
16.3.1 ?效應 268
16.3.2 藤原效應 269
16.3.3 熱帶氣旋的變性 270
16.4 颶風的強度 273
16.4.1 角動量原理 273
16.4.2 局地柱坐標系 274
16.4.3 力矩 275
16.4.4 颶風中的角動量場是什么樣的 276
16.4.5 云力矩 277
16.4.6 表面摩擦力矩 279
16.4.7 什么是角動量常數廓線 279
16.4.8 氣壓力矩 280
16.4.9 內強迫與外強迫 282
16.4.10 渦旋熱塔 284
16.4.11 渦旋Rossby波 284
附錄1　切變渦度到曲率渦度的轉換 285
原著參考文獻 286
第17章 颶風模式與預報 287
17.1 引言 287
17.2 軸對稱颶風模式 287
17.3 主流業(yè)務模式 291
17.4 大西洋颶風的多模式超級集合 293
17.5 太平洋臺風的多模式超級集合 295
17.6 大西洋颶風的中尺度模式集合預報及中尺度模式與大尺度模式組合預報 296
原著參考文獻 298
第18章 熱帶海風與日變化 300
18.1 引言 300
18.2 海風模式 301
18.3　關于日變化的一些觀測事實 304
18.4 季風區(qū)的日變化 307
18.4.1 印度降水的日變化 310
18.4.2 喜馬拉雅山麓與青藏高原東部的日變化轉換 311
18.4.3 Arritt列線圖 311
18.4.4 季風尺度的日變化 314
原著參考文獻 316
第19章 熱帶颮線和中尺度對流系統(tǒng) 318
19.1 引言 318
19.2 西非颮線 319
19.2.1 颮線?D?D“非洲波的重要組成部分” 319
19.2.2 位于兩支東風急流之間的颮線 320
19.2.3 其他颮線模型 321
19.2.4 颮線和非颮線系統(tǒng) 322
19.3 中尺度對流系統(tǒng) 325
19.4 對流組織化 326
原著參考文獻 329