人工影響天氣動力學研究（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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許煥斌 著

圖書標籤:

• 氣象學
• 天氣動力學
• 人工影響天氣
• 雲物理
• 降水
• 數值模擬
• 大氣科學
• 環境科學
• 氣象研究
• 科學計算

齣版社： 氣象齣版社

ISBN：9787502965402

版次：2

商品編碼：12152381

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　《人工影響天氣動力學研究（第2版）》介紹瞭人工影響天氣中的動力學研究近況，著重提煉齣瞭動力學疑問及動力效應的機理問題。鑒於所提問題是跨學科的，物理上也具有一些模糊性，因而采用瞭如下研究思路：以歸納觀測現象與演繹物理模型相結閤的方式，運用數值模擬再現觀測現象的方法，來逐步擬構逼近自然的物理模型。一旦所演繹的模型能正確再現所有觀測到的現象，這個物理模型就應是所尋求的某種動力擾動作用機理的體現，找到機理就能解答疑問瞭。
　　《人工影響天氣動力學研究（第2版）》可供從事人工影響天氣研究、教學和業務應用的專業人員以及研究生參考。

目錄

再版說明
序一
序二
序三
著者的話

第1章 引論
1．1 20世紀60年代以來國內外的幾次防雹試驗和發現
1．2 本書研究的齣發點
參考文獻

第2章 防雹（增雨）效果
2．1 各地近年來有關防雹效果的報道和分析
2．2 成果與問題
參考文獻

第3章 觀測現象和雷諾應力效應的物理模型
3．1 引言
3．2 研究探討的思路
3．3 雷諾方程和雷諾應力
3．4 擾動雷諾應力場的定性分析
3．5 模擬中擾動雷諾應力場物理模型的構建
3．6 模擬結果及論證
3．7 爆炸産生的各種擾動力場及其效應
3．8 動力擾動雷諾應力場效應的物理模型
參考文獻

第4章 雷諾應力效應的物理模型和數值模式
4．1 對數值模式的功能要求
4．2 三維雲模式3DCM（gf）模式
4．3 兩相粒子群分檔模式
4．4 粒子群運行增長模式
4．5 模擬結果的分析與診斷
參考文獻

第5章 人工影響天氣中觀測到的現象與數值模擬再現
5．1 引言
5．2 炮擊積雲試驗
5．3 “炮響雨落”
5．4 爆炸對霧的試驗
5．5 爆炸對層雲試驗結果的模擬再現
5．6 模擬再現雷達迴波對爆炸響應的統計結果
5．7 模擬再現2008年奧運會開幕式傍晚作業區雷達迴波演變特徵
5．8 作業走廊內的近地麵層鑣e的變化
5．9 小結
參考文獻

第6章 擾動雷諾應力效應在人工影響天氣中的應用
6．1 思路
6．2 防雹
6．3 爆炸的微物理效應及防雹
6．4 增雨
6．5 火箭擾動增雨動力原理的模擬研究
6．6 提高雲係統的整體效率
6．7 閃電（自然、人工）的“雨瀉”（rain gush）效應及應用
6．8 動力擾動防雷
6．9 動力擾動防電綫積冰
6．10 低層爆炸對上空對流雲的影響
參考文獻

第7章 播撒的動力效應
7．1 辛普森和奧維爾的動力播撒概念
7．2 奧維爾對層狀雲動力播撒的模擬
7．3 影響對流雲（積雲）發展路徑及其終態
7．4 調節颱風的吸濕核播撒
7．5 高濃度高比重粒子群播撒的負載動力效應
參考文獻

第8章 結論、討論及展望
8．1 結論
8．2 討論
8．3 展望
參考文獻

第9章 結束語
參考文獻

氣象學前沿：大氣邊界層物理與數值模擬 圖書簡介 本書深入探討瞭地球大氣邊界層的復雜物理過程及其在現代氣象預報與氣候研究中的核心地位。大氣邊界層，作為地錶與自由大氣之間的過渡區域，是能量、水分、動量和汙染物交換的關鍵樞紐，其精確的描述和模擬對於短期天氣預報的準確性、區域氣候模式的可靠性以及空氣質量預警至關重要。本書旨在為氣象學、大氣科學、環境科學及相關工程領域的專業人士和高年級學生提供一個全麵、深入且具有實踐指導意義的參考。 第一部分：邊界層基礎理論與結構 本部分係統梳理瞭大氣邊界層的基本概念、分類及其演變過程。重點解析瞭邊界層內部的垂直結構，包括摩擦層（地錶層、動量傳輸層）和混閤層。 1. 動量傳輸與湍流理論： 詳細闡述瞭湍流運動的統計特性，包括雷諾應力、渦鏇擴散係數（$K$ 理論）的構建與局限性。引入瞭相似理論，如普朗特（Prandtl）的混閤長度理論，並討論瞭更先進的二階矩（TKE 方案）在描述湍流結構中的優勢。深入剖析瞭地錶附近的動量通量平衡，以及地轉適應過程如何影響邊界層的整體動力學。 2. 熱力學結構與能量平衡： 邊界層的熱力結構由太陽輻射、地錶感熱通量和潛熱通量共同決定。本書詳細分析瞭穩定、中性、對流邊界層的形成機製和特徵參數（如莫寜-奧布霍夫長度 $L$）。討論瞭地錶能量收支的微觀尺度過程，包括地錶反照率、植被冠層對水分蒸發的調控作用，以及夜間冷卻過程中下沉逆溫層的形成和維持機製。 3. 水分傳輸與雲的形成： 邊界層中的水汽含量和凝結過程直接影響低雲、霧和降水的發生。本章分析瞭邊界層內水汽通量的垂直分布，探討瞭抬升凝結高度（LCL）與混閤層頂的相互作用，以及湍流混閤如何將低層水汽輸送到更高空層。 第二部分：地錶過程與通量交換 地錶是邊界層能量和物質的源匯。本部分側重於描述復雜地錶（如城市、森林、水體）與大氣之間的物質和能量交換過程。 1. 地錶參數化方案： 詳細介紹瞭當前主流的陸麵過程模型（LSMs）及其在邊界層模擬中的應用。討論瞭植被冠層對水分和能量的截留與蒸騰作用，土壤濕度的時空變異性對地氣通量的反饋機製。特彆關注瞭不均勻下墊麵效應，即“拼圖效應”如何通過尺度效應影響區域平均通量。 2. 城市邊界層（UBL）： 城市化對局地氣候的影響日益顯著。本章專門分析瞭城市峽榖幾何形狀（高寬比）、建築材料熱力特性對地錶熱力結構的影響，以及城市熱島效應的形成機理。探討瞭城市對風場和湍流的阻塞和加速效應，並討論瞭汙染物在復雜城市地形中的傳輸和擴散規律。 3. 地錶粗糙度與拖曳力： 精確確定地錶空氣動力學粗糙度長度（$z_0$）和動量損失係數是準確計算地錶摩擦力的基礎。本書展示瞭如何利用遙感數據和氣象觀測數據反演這些參數，並討論瞭不同尺度的有效粗糙度在數值模式中的選取策略。 第三部分：邊界層數值模擬與參數化技術 現代數值天氣預報（NWP）和氣候模型高度依賴對邊界層過程的準確參數化。本部分聚焦於數值模擬的方法論和關鍵技術。 1. 參數化的必要性與局限性： 解釋瞭由於網格分辨率的限製，邊界層內的次網格過程（Subgrid Scale Processes）必須通過參數化方案來描述。討論瞭“平均尺度”（Mean-Scale）與“渦鏇尺度”（Turbulence-Scale）之間的耦閤問題。 2. 混閤長度模型與 $K$-理論的改進： 迴顧瞭經典的$K$-理論方案（如Blackadar、Louis方案）的優勢和在強抬升或強下沉條件下的失效點。重點介紹瞭基於湍流動能（TKE）和耗散率的二階矩方案（如$K-epsilon$模型、$K-omega$模型）在描述湍流垂直輸送方麵的進步，特彆是它們如何更好地處理穩定邊界層中的逆梯度輸送問題。 3. 邊界層頂（BLT）的模擬： 邊界層頂的清晰界限對自由對流層的能量輸入至關重要。分析瞭如何通過熱力學抬升凝結和動力學剪切來識彆和模擬BLT，特彆是當BLT受到晴空湍流（CAT）影響時的處理方法。 4. 尺度效應與嵌套網格技術： 討論瞭區域模型（如WRF、MM5）中邊界層方案對模型水平分辨率的敏感性。介紹瞭使用嵌套網格技術（Nested Grids）來提高邊界層模擬分辨率的實踐，以及如何確保高分辨率網格與低分辨率網格之間的通量和狀態變量守恒與平滑過渡。 第四部分：邊界層觀測與驗證 準確的觀測是理解物理過程和驗證模型性能的基礎。本部分介紹瞭用於探測邊界層的先進技術及其數據應用。 1. 遙感探測技術： 詳細介紹利用多普勒雷達（特彆是用於垂直速度和湍流特徵的分析）、邊界層風廓綫儀（Wind Profilers）和先進的遙感技術（如Lidar、SODAR）獲取邊界層高度、風速剖麵和湍流強度的原理和應用實例。 2. 現場試驗與通量測量： 闡述瞭渦度協方差法（Eddy Covariance）在測量地錶湍流通量中的核心地位，以及進行通量塔長期觀測的規範。討論瞭飛機探測（Airborne Measurements）在描繪大尺度邊界層結構和跨區域輸送中的獨特價值。 3. 模型評估與校準： 提供瞭係統評估邊界層參數化方案性能的指標和方法，包括與探空氣球、飛機觀測數據進行時間序列比對、垂直剖麵擬閤和統計誤差分析。強調瞭“校準陷阱”和模型反饋機製對長期預報性能的影響。 本書內容貫穿基礎理論、復雜過程的物理描述以及前沿的數值模擬技術，是從事大氣邊界層研究和高分辨率數值天氣預報工作的科研人員和工程師不可或缺的專業參考書。

評分☆☆☆☆☆

我買這本《區域氣候模擬中的多尺度耦閤策略（第二版修訂）》時，最大的期望是它能提供一些解決計算效率和分辨率匹配矛盾的實用技巧。事實證明，這本書完全達到瞭預期，甚至超齣瞭我的想象。它清晰地勾勒齣瞭嵌套網格模型（如CRES-WRF）在處理地形驅動的對流係統時的優勢與弊端，並針對性地提齣瞭邊界條件插值誤差的抑製方法。其中關於如何平衡計算資源與物理過程保真度的一整章內容，簡直是為我們這些資源有限的科研小組量身定製的指南。作者以一種近乎“工程師”的務實態度，詳細列舉瞭不同尺度分離技術在不同氣候帶中的實際錶現對比，這比純粹的理論推導要實際得多。我發現自己可以對照書中的建議，立即著手優化我們實驗室正在運行的區域氣候模型參數設置。這本書的風格就像一位經驗豐富的高級工程師在手把手教你如何“跑齣”一個穩定且可靠的模擬結果，它的實用價值和前瞻性是當前許多學術論文所不具備的。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開《大氣現象的物理機製解析（增訂版）》，我就被其排版和圖錶的清晰度所震撼。相較於市麵上許多晦澀難懂的專業教材，這本書的敘述語言顯得尤為流暢和生動。它似乎更注重培養讀者的物理直覺，而不是單純堆砌復雜的數學公式。我特彆欣賞作者在解釋湍流擴散和邊界層結構時所采用的類比和實例，比如用流體力學中的射流混閤現象來類比地錶動量通量的傳輸，這極大地降低瞭理解難度。雖然我對大氣邊界層理論已經有瞭一定的基礎，但這本書對“下沉氣流中濕度垂直廓綫”的剖析，依然讓我有瞭豁然開朗的感覺。它沒有迴避那些令人頭疼的非綫性問題，而是通過精妙的圖形化展示，揭示瞭驅動這些復雜係統的核心動力學原理。對於剛接觸大氣科學的本科生來說，這本書絕對是避開早期挫敗感的最佳入門讀物，它讓你在學習嚴謹理論的同時，感受到大自然運動的和諧與美感，而非僅僅是枯燥的計算。

評分☆☆☆☆☆

這本新版的《氣候調製與大氣過程探微》簡直是為我們這些常年與氣象數據和理論打交道的專業人士量身定做的。我手頭上的舊版資料已經泛黃，很多新的衛星觀測和數值模擬結果都沒能及時跟進。這次的更新，著實讓人眼前一亮。它不僅僅是修補瞭前一版中一些在復雜環流背景下小尺度過程模擬的不足，更深入地探討瞭區域氣候變化對局地大氣能量收支的反饋機製。尤其讓我印象深刻的是，作者在第三章中對非絕熱加熱對中緯度渦鏇結構演變影響的論述，那種將理論推導與最新CMIP6模式結果相結閤的分析方式，非常嚴謹且富有啓發性。我花瞭一個下午仔細研讀瞭關於雲微物理參數化方案對比的那部分，發現作者對不同方案在模擬降水效率上的差異性進行瞭極其細緻的剖析，這對於我們進行氣候預測模型改進工作無疑提供瞭寶貴的參考框架。全書的邏輯銜接如同精心編排的樂章，從宏觀的大氣環流到微觀的凝結過程，層層遞進，使得即便是跨學科的讀者也能逐步建立起完整的知識體係。這本書無疑是氣象學領域又一座裏程碑式的著作，強烈推薦給所有緻力於氣候動力學前沿研究的學者和高年級學生。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對專注於某個狹窄領域的專著通常抱有警惕，擔心其內容過於偏激或視角受限。然而，《雲和氣溶膠相互作用的微觀物理基礎（第三版）》徹底顛覆瞭我的看法。這本書的廣度與深度令人稱奇。它並沒有沉溺於復雜的化學反應式中，而是巧妙地將分子層麵的過程與宏觀的輻射效應和降水效率聯係起來。我特彆留意瞭關於冰核形成機製的新章節，作者對冰核的異質成核效率在不同過冷水汽壓下的敏感性分析，引入瞭最新的實驗室觀測數據，這比我前幾年引用的任何文獻都要詳盡和可靠。更妙的是，它探討瞭氣溶膠對城市熱島效應的調控作用，這是一個常常被主流動力學模型忽略的復雜耦閤項。這本書的語言風格非常注重細節的精確錶達，每一個術語的定義都經過瞭深思熟慮，使得它在作為參考手冊的同時，也具備瞭極高的學術標準。對於從事高層大氣化學或輻射傳輸研究的人來說，這本書的參考價值是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

我必須坦言，我閱讀這本《極端天氣事件的動力學歸因研究（修訂版）》主要是為瞭解決一個實際項目中的難題——如何量化一次曆史性暴雨事件中，特定海溫異常所貢獻的能量增量。這本書的價值恰恰體現在它對“可預測性”和“歸因分析”方法的係統梳理上。以往的歸因研究多偏嚮於統計插值，而該書則深入探討瞭集閤預報係統（EPS）在分離自然變率和人為強迫信號方麵的優勢與局限。作者對“概率風險比率”的闡述極其透徹，清晰地界定瞭在不同時間尺度上，我們能對氣候係統“聲稱”多少確定性。讓我感到非常受用的是其中關於位勢高度場擾動傳播路徑分析的案例研究，它不再僅僅停留在理論層麵，而是結閤瞭真實的再分析數據進行瞭詳細的後驗分析，這對於我們設計更具魯棒性的預警指標至關重要。這本書絕非輕鬆的讀物，它需要讀者具備紮實的動力學基礎，但一旦掌握，它提供的方法論工具將是您在氣候變化背景下進行科學辯論時的強大武器。