人工影响天气动力学研究（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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许焕斌 著

图书标签:

• 气象学
• 天气动力学
• 人工影响天气
• 云物理
• 降水
• 数值模拟
• 大气科学
• 环境科学
• 气象研究
• 科学计算

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502965402

版次：2

商品编码：12152381

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

内容简介

　　《人工影响天气动力学研究（第2版）》介绍了人工影响天气中的动力学研究近况，着重提炼出了动力学疑问及动力效应的机理问题。鉴于所提问题是跨学科的，物理上也具有一些模糊性，因而采用了如下研究思路：以归纳观测现象与演绎物理模型相结合的方式，运用数值模拟再现观测现象的方法，来逐步拟构逼近自然的物理模型。一旦所演绎的模型能正确再现所有观测到的现象，这个物理模型就应是所寻求的某种动力扰动作用机理的体现，找到机理就能解答疑问了。
　　《人工影响天气动力学研究（第2版）》可供从事人工影响天气研究、教学和业务应用的专业人员以及研究生参考。

目录

再版说明
序一
序二
序三
著者的话

第1章 引论
1．1 20世纪60年代以来国内外的几次防雹试验和发现
1．2 本书研究的出发点
参考文献

第2章 防雹（增雨）效果
2．1 各地近年来有关防雹效果的报道和分析
2．2 成果与问题
参考文献

第3章 观测现象和雷诺应力效应的物理模型
3．1 引言
3．2 研究探讨的思路
3．3 雷诺方程和雷诺应力
3．4 扰动雷诺应力场的定性分析
3．5 模拟中扰动雷诺应力场物理模型的构建
3．6 模拟结果及论证
3．7 爆炸产生的各种扰动力场及其效应
3．8 动力扰动雷诺应力场效应的物理模型
参考文献

第4章 雷诺应力效应的物理模型和数值模式
4．1 对数值模式的功能要求
4．2 三维云模式3DCM（gf）模式
4．3 两相粒子群分档模式
4．4 粒子群运行增长模式
4．5 模拟结果的分析与诊断
参考文献

第5章 人工影响天气中观测到的现象与数值模拟再现
5．1 引言
5．2 炮击积云试验
5．3 “炮响雨落”
5．4 爆炸对雾的试验
5．5 爆炸对层云试验结果的模拟再现
5．6 模拟再现雷达回波对爆炸响应的统计结果
5．7 模拟再现2008年奥运会开幕式傍晚作业区雷达回波演变特征
5．8 作业走廊内的近地面层鑣e的变化
5．9 小结
参考文献

第6章 扰动雷诺应力效应在人工影响天气中的应用
6．1 思路
6．2 防雹
6．3 爆炸的微物理效应及防雹
6．4 增雨
6．5 火箭扰动增雨动力原理的模拟研究
6．6 提高云系统的整体效率
6．7 闪电（自然、人工）的“雨泻”（rain gush）效应及应用
6．8 动力扰动防雷
6．9 动力扰动防电线积冰
6．10 低层爆炸对上空对流云的影响
参考文献

第7章 播撒的动力效应
7．1 辛普森和奥维尔的动力播撒概念
7．2 奥维尔对层状云动力播撒的模拟
7．3 影响对流云（积云）发展路径及其终态
7．4 调节台风的吸湿核播撒
7．5 高浓度高比重粒子群播撒的负载动力效应
参考文献

第8章 结论、讨论及展望
8．1 结论
8．2 讨论
8．3 展望
参考文献

第9章 结束语
参考文献

气象学前沿：大气边界层物理与数值模拟 图书简介 本书深入探讨了地球大气边界层的复杂物理过程及其在现代气象预报与气候研究中的核心地位。大气边界层，作为地表与自由大气之间的过渡区域，是能量、水分、动量和污染物交换的关键枢纽，其精确的描述和模拟对于短期天气预报的准确性、区域气候模式的可靠性以及空气质量预警至关重要。本书旨在为气象学、大气科学、环境科学及相关工程领域的专业人士和高年级学生提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考。 第一部分：边界层基础理论与结构 本部分系统梳理了大气边界层的基本概念、分类及其演变过程。重点解析了边界层内部的垂直结构，包括摩擦层（地表层、动量传输层）和混合层。 1. 动量传输与湍流理论： 详细阐述了湍流运动的统计特性，包括雷诺应力、涡旋扩散系数（$K$ 理论）的构建与局限性。引入了相似理论，如普朗特（Prandtl）的混合长度理论，并讨论了更先进的二阶矩（TKE 方案）在描述湍流结构中的优势。深入剖析了地表附近的动量通量平衡，以及地转适应过程如何影响边界层的整体动力学。 2. 热力学结构与能量平衡： 边界层的热力结构由太阳辐射、地表感热通量和潜热通量共同决定。本书详细分析了稳定、中性、对流边界层的形成机制和特征参数（如莫宁-奥布霍夫长度 $L$）。讨论了地表能量收支的微观尺度过程，包括地表反照率、植被冠层对水分蒸发的调控作用，以及夜间冷却过程中下沉逆温层的形成和维持机制。 3. 水分传输与云的形成： 边界层中的水汽含量和凝结过程直接影响低云、雾和降水的发生。本章分析了边界层内水汽通量的垂直分布，探讨了抬升凝结高度（LCL）与混合层顶的相互作用，以及湍流混合如何将低层水汽输送到更高空层。 第二部分：地表过程与通量交换 地表是边界层能量和物质的源汇。本部分侧重于描述复杂地表（如城市、森林、水体）与大气之间的物质和能量交换过程。 1. 地表参数化方案： 详细介绍了当前主流的陆面过程模型（LSMs）及其在边界层模拟中的应用。讨论了植被冠层对水分和能量的截留与蒸腾作用，土壤湿度的时空变异性对地气通量的反馈机制。特别关注了不均匀下垫面效应，即“拼图效应”如何通过尺度效应影响区域平均通量。 2. 城市边界层（UBL）： 城市化对局地气候的影响日益显著。本章专门分析了城市峡谷几何形状（高宽比）、建筑材料热力特性对地表热力结构的影响，以及城市热岛效应的形成机理。探讨了城市对风场和湍流的阻塞和加速效应，并讨论了污染物在复杂城市地形中的传输和扩散规律。 3. 地表粗糙度与拖曳力： 精确确定地表空气动力学粗糙度长度（$z_0$）和动量损失系数是准确计算地表摩擦力的基础。本书展示了如何利用遥感数据和气象观测数据反演这些参数，并讨论了不同尺度的有效粗糙度在数值模式中的选取策略。 第三部分：边界层数值模拟与参数化技术 现代数值天气预报（NWP）和气候模型高度依赖对边界层过程的准确参数化。本部分聚焦于数值模拟的方法论和关键技术。 1. 参数化的必要性与局限性： 解释了由于网格分辨率的限制，边界层内的次网格过程（Subgrid Scale Processes）必须通过参数化方案来描述。讨论了“平均尺度”（Mean-Scale）与“涡旋尺度”（Turbulence-Scale）之间的耦合问题。 2. 混合长度模型与 $K$-理论的改进： 回顾了经典的$K$-理论方案（如Blackadar、Louis方案）的优势和在强抬升或强下沉条件下的失效点。重点介绍了基于湍流动能（TKE）和耗散率的二阶矩方案（如$K-epsilon$模型、$K-omega$模型）在描述湍流垂直输送方面的进步，特别是它们如何更好地处理稳定边界层中的逆梯度输送问题。 3. 边界层顶（BLT）的模拟： 边界层顶的清晰界限对自由对流层的能量输入至关重要。分析了如何通过热力学抬升凝结和动力学剪切来识别和模拟BLT，特别是当BLT受到晴空湍流（CAT）影响时的处理方法。 4. 尺度效应与嵌套网格技术： 讨论了区域模型（如WRF、MM5）中边界层方案对模型水平分辨率的敏感性。介绍了使用嵌套网格技术（Nested Grids）来提高边界层模拟分辨率的实践，以及如何确保高分辨率网格与低分辨率网格之间的通量和状态变量守恒与平滑过渡。 第四部分：边界层观测与验证 准确的观测是理解物理过程和验证模型性能的基础。本部分介绍了用于探测边界层的先进技术及其数据应用。 1. 遥感探测技术： 详细介绍利用多普勒雷达（特别是用于垂直速度和湍流特征的分析）、边界层风廓线仪（Wind Profilers）和先进的遥感技术（如Lidar、SODAR）获取边界层高度、风速剖面和湍流强度的原理和应用实例。 2. 现场试验与通量测量： 阐述了涡度协方差法（Eddy Covariance）在测量地表湍流通量中的核心地位，以及进行通量塔长期观测的规范。讨论了飞机探测（Airborne Measurements）在描绘大尺度边界层结构和跨区域输送中的独特价值。 3. 模型评估与校准： 提供了系统评估边界层参数化方案性能的指标和方法，包括与探空气球、飞机观测数据进行时间序列比对、垂直剖面拟合和统计误差分析。强调了“校准陷阱”和模型反馈机制对长期预报性能的影响。 本书内容贯穿基础理论、复杂过程的物理描述以及前沿的数值模拟技术，是从事大气边界层研究和高分辨率数值天气预报工作的科研人员和工程师不可或缺的专业参考书。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开《大气现象的物理机制解析（增订版）》，我就被其排版和图表的清晰度所震撼。相较于市面上许多晦涩难懂的专业教材，这本书的叙述语言显得尤为流畅和生动。它似乎更注重培养读者的物理直觉，而不是单纯堆砌复杂的数学公式。我特别欣赏作者在解释湍流扩散和边界层结构时所采用的类比和实例，比如用流体力学中的射流混合现象来类比地表动量通量的传输，这极大地降低了理解难度。虽然我对大气边界层理论已经有了一定的基础，但这本书对“下沉气流中湿度垂直廓线”的剖析，依然让我有了豁然开朗的感觉。它没有回避那些令人头疼的非线性问题，而是通过精妙的图形化展示，揭示了驱动这些复杂系统的核心动力学原理。对于刚接触大气科学的本科生来说，这本书绝对是避开早期挫败感的最佳入门读物，它让你在学习严谨理论的同时，感受到大自然运动的和谐与美感，而非仅仅是枯燥的计算。

评分☆☆☆☆☆

这本新版的《气候调制与大气过程探微》简直是为我们这些常年与气象数据和理论打交道的专业人士量身定做的。我手头上的旧版资料已经泛黄，很多新的卫星观测和数值模拟结果都没能及时跟进。这次的更新，着实让人眼前一亮。它不仅仅是修补了前一版中一些在复杂环流背景下小尺度过程模拟的不足，更深入地探讨了区域气候变化对局地大气能量收支的反馈机制。尤其让我印象深刻的是，作者在第三章中对非绝热加热对中纬度涡旋结构演变影响的论述，那种将理论推导与最新CMIP6模式结果相结合的分析方式，非常严谨且富有启发性。我花了一个下午仔细研读了关于云微物理参数化方案对比的那部分，发现作者对不同方案在模拟降水效率上的差异性进行了极其细致的剖析，这对于我们进行气候预测模型改进工作无疑提供了宝贵的参考框架。全书的逻辑衔接如同精心编排的乐章，从宏观的大气环流到微观的凝结过程，层层递进，使得即便是跨学科的读者也能逐步建立起完整的知识体系。这本书无疑是气象学领域又一座里程碑式的著作，强烈推荐给所有致力于气候动力学前沿研究的学者和高年级学生。

评分☆☆☆☆☆

我买这本《区域气候模拟中的多尺度耦合策略（第二版修订）》时，最大的期望是它能提供一些解决计算效率和分辨率匹配矛盾的实用技巧。事实证明，这本书完全达到了预期，甚至超出了我的想象。它清晰地勾勒出了嵌套网格模型（如CRES-WRF）在处理地形驱动的对流系统时的优势与弊端，并针对性地提出了边界条件插值误差的抑制方法。其中关于如何平衡计算资源与物理过程保真度的一整章内容，简直是为我们这些资源有限的科研小组量身定制的指南。作者以一种近乎“工程师”的务实态度，详细列举了不同尺度分离技术在不同气候带中的实际表现对比，这比纯粹的理论推导要实际得多。我发现自己可以对照书中的建议，立即着手优化我们实验室正在运行的区域气候模型参数设置。这本书的风格就像一位经验丰富的高级工程师在手把手教你如何“跑出”一个稳定且可靠的模拟结果，它的实用价值和前瞻性是当前许多学术论文所不具备的。

评分☆☆☆☆☆

我必须坦言，我阅读这本《极端天气事件的动力学归因研究（修订版）》主要是为了解决一个实际项目中的难题——如何量化一次历史性暴雨事件中，特定海温异常所贡献的能量增量。这本书的价值恰恰体现在它对“可预测性”和“归因分析”方法的系统梳理上。以往的归因研究多偏向于统计插值，而该书则深入探讨了集合预报系统（EPS）在分离自然变率和人为强迫信号方面的优势与局限。作者对“概率风险比率”的阐述极其透彻，清晰地界定了在不同时间尺度上，我们能对气候系统“声称”多少确定性。让我感到非常受用的是其中关于位势高度场扰动传播路径分析的案例研究，它不再仅仅停留在理论层面，而是结合了真实的再分析数据进行了详细的后验分析，这对于我们设计更具鲁棒性的预警指标至关重要。这本书绝非轻松的读物，它需要读者具备扎实的动力学基础，但一旦掌握，它提供的方法论工具将是您在气候变化背景下进行科学辩论时的强大武器。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对专注于某个狭窄领域的专著通常抱有警惕，担心其内容过于偏激或视角受限。然而，《云和气溶胶相互作用的微观物理基础（第三版）》彻底颠覆了我的看法。这本书的广度与深度令人称奇。它并没有沉溺于复杂的化学反应式中，而是巧妙地将分子层面的过程与宏观的辐射效应和降水效率联系起来。我特别留意了关于冰核形成机制的新章节，作者对冰核的异质成核效率在不同过冷水汽压下的敏感性分析，引入了最新的实验室观测数据，这比我前几年引用的任何文献都要详尽和可靠。更妙的是，它探讨了气溶胶对城市热岛效应的调控作用，这是一个常常被主流动力学模型忽略的复杂耦合项。这本书的语言风格非常注重细节的精确表达，每一个术语的定义都经过了深思熟虑，使得它在作为参考手册的同时，也具备了极高的学术标准。对于从事高层大气化学或辐射传输研究的人来说，这本书的参考价值是无可替代的。