《大气-海洋动力学》求取 ⇩

序言1

第一章 海洋和大气系统是怎样被驱动的3

1.1 引言3

1.2 地球获得的能量3

1.3 辐射平衡模型8

1.4 温室效应9

1.5 对流效应10

1.6 水平梯度效应12

1.7 地球辐射驱动的变异14

2.2 海洋与大气的物性对比16

2.1 引言16

第二章 大气和海洋之间的物性迁移16

2.3 海-气间的动量迁移和大气的角动量平衡18

2.4 交换速率对海-气的速度差、温度差和湿度差的依赖关系22

2.5 水分循环24

2.6 海洋的热量平衡27

2.7 海洋表面的密度变化和热盐环流29

第三章 静止流体的性质31

3.1 状态方程31

3.2 热力学变量33

3.3 大气和海洋的热力学量值34

3.4 相变35

3.5 静止流体中力的平衡36

3.6 静力稳定性40

3.7 与稳定性有关的量41

3.8 饱和大气的稳定性44

3.9 垂直探测图示46

第四章 运动流体所满足的方程组49

4.1 质元的特性49

4.2 质量守恒方程50

4.3 诸如盐度的标量特征量的平衡方程52

4.4 内能(或热量)方程55

4.5 运动方程56

4.6 机械能方程59

4.7 总能量方程62

4.8 伯努利方程64

4.9 扩散的系统效应65

4.10 控制方程总览66

4.11 边界条件67

4.12 行星尺度运动的坐标系71

第五章 在重力作用下非旋转系统中的调整75

5.1 引言：向平衡的调整75

5.2 在均质非粘性流体中从静止状态开始的扰动78

5.3 表面重力波79

5.4 弥散82

5.5 短波近似和长波近似83

5.6 用流体静力近似导出的浅水方程84

5.7 浅水运动的能量学87

5.8 海峡和海湾中的假潮和潮汐88

第六章 密度成层流体在重力作用下的调整91

6.1 引言91

6.2 两种密度不同的流体叠置的情况92

6.3 斜压波型与刚性顶近似98

6.4 连续成层的不可压缩流体的内部调整99

6.5 内重力？101

6.6 弥散效应103

6.7 内波能量学107

6.8 在水平边界处生成的内波110

6.9 浮性频率随高度的变化对边界波的效应112

6.10 有界的自由波118

6.11 水平大尺度波：简正波122

6.12 成层流体中平衡调整的实例125

6.13 变换为海洋的简正波128

6.14 成层可压缩流体中平衡的调整130

6.15 可压缩大气的调整例子135

6.16 一个脉冲的弱弥散现象136

6.17 等压坐标138

6.18 等压坐标系中垂直积分的扰动能量方程144

第七章 旋转应用147

7.1 引言147

7.2 罗斯贝调整问题148

7.3 瞬变运动152

7.4 在旋转地球条件下的应用158

7.5 罗斯贝变形半径159

7.6 地转平衡161

7.7 相对地转流：热成风167

7.8 有效位能171

7.9 环流和涡度176

7.10 均质浅层的位涡度守恒180

7.11 成层流体中的环流和厄特尔位涡度184

7.12 匀速旋转流体中涡度方程的扰动形式188

7.13 数值预报方案中场的初值化问题189

第八章 旋转流体中的重力波192

8.1 引言192

8.2 旋转对表面重力波的效应：庞加莱波193

8.3 庞加莱波的弥散特性及能量学198

8.4 旋转流体中垂直传播的内波199

8.5 配极关系204

8.6 能量学207

8.7 在水平边界处产生的波208

8.8 山地波213

8.9 特性随调度变化的效应221

8.10 有限振幅地形效应228

8.11 在上层大气中的耗散效应230

8.12 刘维尔-格林(或WKBJ)近似232

8.13 波相互作用236

8.14 海洋中的内波谱237

8.15 波的输送及其对平均流的效应240

8.16 准地转流(f平面)：等变压风242

第九章 强迫运动247

9.1 引言247

9.2 由表面应力产生的强迫作用：埃克曼输送248

9.3 海洋混合层中的风生惯性振荡251

9.4 埃克曼抽吸254

9.5 底摩擦：边界层的速度结构256

9.6 层流埃克曼层257

9.7 夜间急流258

9.8 引潮力260

9.9 大气压力变化和风对海洋中正压运动的作用：强迫浅水方程263

9.10 海洋对风强迫作用的斜压响应：简正波的利用267

9.11 海洋对移动风暴或飓风的响应270

9.12 底摩擦产生的减转作用276

9.13 浮力强迫作用278

9.14 对静止的强迫作用的响应：正压例子281

9.15 强迫的斜压祸旋283

9.16 通过耗散效应的平衡286

第十章 侧向边界效应290

10.1 引言290

10.2 旋转对狭窄海峡和海湾中的假潮和潮汐的效应291

10.3 在任意宽度均匀水道中的庞加莱波294

10.4 开尔文波295

10.5 在宽度均匀无限长水道中的完全波型组297

10.6 顶端效应：在非狭窄海湾中的假潮和潮汐299

10.7 在水道中向平衡的调整301

10.8 潮汐305

10.9 在开敞海岸线上的风暴潮：局地解308

10.10 沿海岸移动的风暴潮：强迫开尔文波311

10.11 沿岸上升流315

10.12 陆架波319

10.13 海岸俘获波325

10.14 东边界流330

11.1 引言337

第十一章 热带337

11.2 地球曲率效应：球面上的浅水方程338

11.3 均质浅层的位涡度340

11.4 赤道β平面340

11.5 赤道开尔文波342

11.6 其他赤道俘获波344

11.7 赤道波导：重力波346

11.8 行星波和准地转运动350

11.9 赤道附近的斜压运动353

11.10 垂直传播的赤道波354

11.11 赤道附近流体在重力作用下的调整357

11.12 瞬变强迫运动361

11.13 斜压运动的位涡度：定常极限366

11.14 定常强迫运动367

11.15 热带大气环流372

11.16 热带海流380

第十二章 中纬度地区388

12.1 引言388

12.2 中纬度β平面389

12.3 行星波393

12.4 海洋在风应力作用下的加转399

12.5 定常大洋环流404

12.6 西边界流407

12.7 行星波在静止介质中的垂直传播412

12.8 非线性三维准地转流416

12.9 随纬度和高度变化的纬向流受到的小扰动419

12.10 从准地转方程推算垂直运动428

第十三章 不稳定性、锋和总环流433

13.1 引言433

13.2 水平温度梯度存在时的自由波434

13.3 斜压不稳定性：Eady问题438

13.4 斜压不稳定性：Charney问题441

13.5 不稳定性的必要条件443

13.6 正压不稳定性445

13.7 海洋中的涡旋448

13.8 锋449

13.9 斜压扰动的生命期456

13.10 大气的总环流459

附录1 本书所用单位及其对应的国际单位制单位468

附录2 各种有用的值469

附录3 海水的性质470

附录4 湿空气的性质474

附录5 图表和资料来源476

英汉名词对照表480

参考文献495