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内容简介

　　《大气科学研究方法》系统收集、归纳、总结了已有的常用大气科学研究方法，并给出了相应的案例分析和总结评述。从满足国家社会经济发展需求以及科学本身发展需求两个着力点出发，《大气科学研究方法》重点突出天气预报和气候预测研究发展的主线，并注重那些在大气科学发展史上具有里程碑意义事件的挖掘与总结

目录

序一
序二
前言
第1章 总论
1.1 引言
1.2 大气科学研究对象和学科组成
1.3 大气科学研究方法的特点和地位
1.4 大气科学发展历程中的典型案例分析
1.5 大气科学研究方法重点
1.6 大气科学研究方法的前沿与发展趋势

第2章 大气探测技术方法
2.1 引言
2.2 百叶箱仪器与无线电气球探空仪
2.3 雷达大气探测
2.4 飞机大气探测
2.5 卫星全球大气遥感
2.6 全球大气监测网络
2.7 全球气象信息的快速传递与电子计算机
2.8 结语

第3章 天气预报发展历程
3.1 引言
3.2 天气预报
3.3 古代天气预报
3.4 早期天气预报
3.5 近代天气预报
3.6 现代天气预报
3.7 未来天气预报
3.8 结语

第4章 数值天气预报
4.1 引言
4.2 数值模式（一）——动力框架
4.3 数值模式（二）——次网格物理过程参数化
4.4 观测资料的分析和同化
4.5 集合预报系统
4.6 若干里程碑事件的回顾
4.7 结语

第5章 天气预报的理论基础——大气Rossby波的发现和大气长波理论
5.1 引言
5.2 罗斯贝、Rossby波及长波理论建立的背景
5.3 大气长波理论的建立
5.4 大气长波理论的应用和发展
5.5 结语

第6章 对流天气及其预报方法
6.1 引言
6.2 对流天气基本概况
6.3 对流天气系统形成的物理条件
6.4 强烈中尺度对流系统
6.5 对流天气的预报方法
6.6 结语

第7章 气候与气候系统
7.1 引言
7.2 经典的气候概念
7.3 全球气候系统概念的建立
7.4 建立全球气候系统概念的科学基础
7.5 气候变化的事实
7.6 气候变化的预测和预估
7.7 结语

第8章 海气相互作用
8.1 引言
8.2 热带海气相互作用ENSO
8.3 年代际海气相互作用
8.4 热带外与ENSO的相互作用
8.5 现在的研究发展阶段和未来的方向
8.6 结语

第9章 短期气候预测
9.1 引言
9.2 短期气候预测概念及方法
9.3 季度-年际气候预测理论及实时预测
9.4 短期气候预测新挑战
9.5 结语

第10章 全球变暖
10.1 引言
10.2 辐射强迫
10.3 全球变暖的可能原因
10.4 未来气候变化的预估
10.5 结语

第11章 轨道时间尺度上过去气候变化与模拟
11.1 引言
11.2 新生代气候变化简史
11.3 末次冰期冰盛期
11.4 全新世中期
11.5 结语

第12章 洛伦茨的混沌理论与天气预报
12.1 引言
12.2 天气预报困境——非周期
12.3 意外
12.4 机遇与奇怪吸引子
12.5 简化与抽象
12.6 确定性与随机性
12.7 偶然性与必然性
12.8 技术路线图
12.9 结语

第13章 天气、气候可预报性研究的若干动力学方法
13.1 引言
13.2 可预报性问题
13.3 预报误差增长动力学的研究方法
13.4 预报时限的研究方法
13.5 结语

第14章 叶笃正的科学贡献及研究方法
14.1 引言
14.2 大气能量频散
14.3 东亚大气环流季节突变
14.4 转盘实验
14.5 大气运动的演变与适应
14.6 青藏高原气象学的创立
14.7 全球变化与有序人类适应
14.8 与用户结合：未来的天气气候预测体系
14.9 结语
参考文献

精彩书摘

　　《大气科学研究方法》：
　　近年来，随着模式分辨率的大幅度提高和大规模并行计算机的应用，谱模式显出它的局限性。世界上一些国家（德国、美国、加拿大等）已经或正在转向发展差分模式。这里试图重新审视谱模式的优缺点，探讨其发展前景。
　　谱模式的优点有：①首先是它的计算精度和效率。差分方法的逼近程度受其差分格式的限制，如常用的二阶和四阶精度的格式不过用到计算点附近少数格点的信息，而谱方法则用到整个计算区域网点的信息，有高得多的精度，这些是谱方法最吸引人之处。此外，空间导数转为计算基函数的导数，可以一次计算存场，不需要反复计算。②南北极区的计算一直是差分模式一个麻烦问题，而在以球函数为基底的谱模式，则不存在困难。例如，对于常用的球面经纬网格，差分模式在经向，纬向的实际分辨率不同，越近极点，差别越大；而谱模式取一定的截断方式，则可实现分辨率的各向同性。现在，也已设计了一些新的网格，使差分模式也具备这样的性质，但比较复杂。③半隐式时间差分格式广为各类模式所采用，它涉及求解Helmholtz方程，并归结如何高效求解大型（超大型）矩阵问题，这也是一个困难问题，而谱模式利用球函数是▽2算子的本征函数的性质，问题大为简化。
　　谱模式的问题也已为人们所熟知，诸如：①它要求变量定义在连续的坐标面上，在考虑地形时，不宜采用Z，p，η等坐标面和地形有切割的处理方式。又如海洋环流模式，其周边是不规则的海岸，也不适于应用谱方法。②大气模式中的凝结加热、地形等可能是孤立的或不连续的，用谱展开，可能出现虚假的现象，如平原和海上地区出现虚假地形（Gibbs现象）。③谱变换方法实质上是“拟谱”或“假谱”（pseudo—spectral）方法。为了避免“混淆”现象而采取的截波方案，实际上降低了精度。反之，如不作此处理，又不一定能保证计算稳定。④目前，谱展开波数已很高，再提高波数，计算量增加与精度提高相比，已不甚有效。特别是谱模式实现并行计算，编程复杂，效率也不如差分模式。
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前言/序言

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