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目录1

绪论1

第一章　大气的组成、结构和特性1

§1.1　大气的成分1

一、各成分的比例1

二、几种成分在气象学上的作用1

§1.2　大气的结构5

一、大气的上界5

二、大气的质量5

三、大气的分层6

§1.3　空气的状态方程10

一、状态参数10

二、干空气的状态方程12

三、水汽的状态方程14

四、湿空气的状态方程14

一、湿度参数16

§1.4 空气湿度16

二、湿度和温度的关系19

三、湿度的分布20

第二章　大气静力学22

§2.1　大气静力平衡方程22

一、重力22

二、静力学方程24

三、静力学方程的应用26

一、几种特性大气的压高公式27

§2.2　压高公式27

二、压高公式的应用31

§2.3　重力位势33

一、位势和位势米33

二、等压面的位势高度34

三、绝对位势和相对位势37

§2.4　气压系统38

一、气压形势图38

二、气压系统随高度的变化41

§2.5　气压的分布和局地变化43

一、冬夏两季地面平均气压的分布43

二、气压的时间变化46

第三章　空气的水平运动48

§3.1　大气运动方程48

一、气压梯度力49

二、地转偏向力51

三、摩擦力55

四、运动方程的形式58

§3.2　地转风和梯度风58

一、地转风公式58

二、梯度风公式61

三、梯度风的特点64

四、地转风偏差66

§3.3　热成风67

一、热成风的意义67

二、热成风公式69

三、风随高度变化的基本类型72

四、气旋区和反气旋区风随高度的分布74

§3.4　摩擦层中的风76

一、摩擦层中风的偏角76

二、摩擦层中风随高度的变化78

§3.5　连续方程81

一、个别变化、局地变化和空间变化81

二、连续方程的形式83

三、散度的物理意义86

§3.6　涡度88

一、空气的水平涡旋运动88

二、涡度平流与气压场的关系91

§3.7　行星风、季风和地方性风94

一、行星风带94

二、季风96

三、海陆风和山谷风98

一、辐射的主要物理量100

第四章　大气中的辐射过程100

§4.1　辐射的基本定律100

二、几条基本定律104

§4.2　太阳高度角和可照时间107

一、天球坐标107

二、太阳高度角和方位角109

三、可照时间113

§4.3　太阳辐射的理论分布115

一、太阳高度角与辐射通量密度的关系115

二、太阳辐射日总量118

三、太阳辐射理论分布的特点119

§4.4　太阳辐射在大气中的削弱121

一、大气的吸收和散射121

二、大气透明度123

§4.5　总辐射127

一、到达地面的辐射总量127

二、地面和云的反射率130

一、地面辐射131

§4.6　地球辐射131

二、大气辐射和气层冷却率132

三、地面有效辐射134

§4.7　地球的辐射平衡136

一、地面的辐射平衡136

二、地气系统的辐射平衡137

§4.8　地面平均气温的分布和变化139

一、引起地面温度变化的因素139

二、局地气温的日变化和年变化140

第五章　大气热力学145

§5.1　热力学第一定律145

§5.2　干绝热过程147

一、泊松方程147

二、气温直减率149

三、未饱和湿空气的绝热过程150

四、位温与熵151

五、凝结高度154

§5.3　假绝热和湿绝热过程156

一、湿绝热直减率156

二、相当位温161

三、假相当位温162

四、假湿球位温163

五、焚风164

§5.4　大气静力稳定度165

一、热力对流165

二、干空气与未饱和湿空气的静力稳定度167

三、饱和湿空气的静力稳定度169

四、位温分布与稳定度171

§5.5 不稳定能量172

一、不稳定能的计算与图解172

二、条件性不稳定175

三、对流性不稳定177

一、图解结构的原理178

§5.6　温度对数压力图解的结构和应用178

二、图解的应用181

§5.7　大气中的逆温层188

一、近地面层的逆温188

二、自由大气中的逆温189

§5.8　大气能量方程192

一、干空气能量方程192

二、湿空气能量方程194

一、水分相变和潜热197

第六章　大气水分循环197

§6.1　水分相态的变化197

二、相态平衡的热力学特性200

§6.2　饱和水汽压203

一、饱和水汽压公式203

二、饱和水汽压的变化205

三、不同曲率水滴的饱和水汽压208

一、气柱可降水量210

§6.3　大气中水汽含量和输送210

二、水汽输送212

§6.4　蒸发和水热平衡213

一、蒸发速度214

二、地面水量平衡215

三、地面热量平衡216

四、彭门公式和布德科公式218

§6.5　凝结及其产物219

一、凝结途径219

二、凝结核的作用221

三、地面和大气中的凝结物222

§6.6　雾和云224

一、雾的种类224

二、云的形成和特征226

三、云滴的下降速度230

四、云滴的增长231

一、由凝结函数计算降水量235

§6.7　降水235

二、降水的形式237

三、地形对降水的影响239

五、冰雹242

§6.8　人工对局部水分的影响244

一、降水244

二、防雹247

三、防霜248

四、消雾249

第七章　大气声光电250

§7.1　大气中的声音250

一、声波在大气中的传播速度250

二、声波在大气中的传播路径251

三、风对声波传播的影响254

四、大气对声波的减弱作用255

一、能见度的测定256

§7.2　大气能见度256

二、水平气象能见度257

§7.3　天空颜色和曙暮光259

一、天空的颜色259

二、曙暮光259

§7.4　大气折射和蜃景262

一、大气光线路径262

二、天文折射264

三、天空的视扁度266

四、星光闪烁267

五、蜃景268

§7.5　虹、晕、华270

一、虹的形成270

二、晕的形成277

三、华的形成282

一、晴天大气电场284

§7.6　大气电场和雷暴电现象284

二、闪电现象及其物理过程286

三、雷暴电荷288

四、雷暴291

§8.1 大气遥感293

一、主动遥感293

第八章　雷达和卫星293

§8.2　雷达探测原理295

一、雷达的结构295

二、被动遥感295

二、雷达定位原理296

三、雷达的主要参数297

四、云、降水粒子对雷达波的散射299

五、大气、云和降水对雷达波的衰减303

六、雷达波折射对探测的影响306

七、气象雷达方程308

八、雷达测定降水率的原理310

一、回波的类别311

§8.3　雷达在大气探测中的应用311

二、雷达在天气分析预报中的应用314

三、雷达在云物理研究中的应用315

四、气象多普勒雷达的应用317

五、光、声雷达的应用318

§8.4　气象卫星探测319

一、气象卫星的观测特点319

二、卫星轨道参数320

三、卫星遥感大气温度321

四、卫星云图的接收324

五、卫星云图的种类324

六、云图的识别326

七、卫星云图在天气预报中的应用328

第九章　天气331

§9.1 气团和锋331

一、气团及其变性331

二、锋面坡度和速度332

三、锋的种类、结构和天气335

§9.2　气旋339

一、温带气旋339

二、热带气旋340

四、雪340

§9.3　反气旋347

一、反气旋的种类347

二、寒潮348

§9.4　大气环流349

一、决定大气环流的因素349

二、实际大气环流351

三、大气环流模式355

§9.5　中小尺度天气系统357

一、中小尺度天气系统的基本特征357

二、飑线358

三、雷暴高压360

四、飑锋360

五、下击暴流362

六、龙卷364

§9.6　数值天气预报简介364

一、数值天气预报的产生366

二、数值天气预报模式367

三、我国的数值天气预报370

第十章　气候371

§10.1　气候的形成371

一、辐射和环流的作用371

二、海陆的作用373

三、地形的作用374

四、人类活动的作用375

§10.2　气候变化376

一、地质时代的气候变化376

二、历史时期的气候变化377

三、气候变化的原因380

二、低纬度地区气候383

一、地带性的意义383

§10.3　地带性气候383

三、中、高纬度地区气候384

§10.4　局地气候386

一、局地气候的形成386

二、山区斜坡气候387

三、森林气候390

四、城市气候392

§10.5　中国的季节394

一、季节的划分394

二、二十四节气的应用395

§10.6　中国气候的特点397

一、季风和雨季397

二、各地区气候与农业399

参考文献405

编后语407

附录　气象学上常用常数408