數(shù)值天氣預(yù)報(bào)基礎(chǔ)

前言
第一章 大氣運(yùn)動(dòng)方程組
§1.1 基本方程組
1.1.1 運(yùn)動(dòng)方程
1.1.2 連續(xù)方程
1.1.3 狀態(tài)方程
1.1.4 熱力學(xué)方程
1.1.5 水汽方程
1.1.6 閉合方程組
§1.2 球坐標(biāo)系方程組
§1.3 鉛直坐標(biāo)變換
1.3.1 普遍鉛直坐標(biāo)變換關(guān)系式
1.3.2 ρ坐標(biāo)系
1.3.3 σ坐標(biāo)系
1.3.4 θ坐標(biāo)系
§1.4 地圖投影坐標(biāo)系
1.4.1 地圖投影
1.4.2 地圖投影坐標(biāo)系
§1.5 地圖投影放大系數(shù)
1.5.1 正形投影地圖放大系數(shù)
1.5.2 極射赤面投影
1.5.3 Lambert投影
1.5.4　 Mercator投影
§1.6 在Lambert投影地圖上計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)上的m值
第二章 大氣運(yùn)動(dòng)的整體性質(zhì)與能量約束
§2.1 全球大氣的某些守恒性質(zhì)
2.1.1 總質(zhì)量守恒
2.1.2 絕熱大氣位溫與位溫平方守恒
2.1.3 絕熱無(wú)摩擦大氣總能量守恒
2.1.4 絕熱無(wú)摩擦大氣位渦和位渦擬能守恒
§2.2 靜力平衡對(duì)能量關(guān)系的約束
§2.3 戶坐標(biāo)系中的能量方程
§2.4 σ坐標(biāo)系中的能量方程
§2.5 Lorenz能量積分約束
第三章 大氣中的波動(dòng)
§3.1 大氣中的混合波解
3.1.1 基本方程
3.1.2 波解分析
§3.2 各種波動(dòng)特征
3.2.1 聲波
3.2.2 重力內(nèi)波
3.2.3 慣性波
3.2.4 慣性重力內(nèi)波
3.2.5 Rossby波
§3.3 正壓模式中的波動(dòng)特征
第四章 數(shù)值計(jì)算法
§4.1 有限差分和截?cái)嗾`差
§4.2 平流方程初值問題的數(shù)值解
4.2.1 指數(shù)增長(zhǎng)解，線性計(jì)算不穩(wěn)定
4.2.2 穩(wěn)定解、計(jì)算波、計(jì)算頻散
§4.3 相容性、收斂性、穩(wěn)定性
§4.4 分析計(jì)算穩(wěn)定性的方法
4.4.1 諧波分析法
4.4.2 能量法
§4.5 某些積分格式的性能和穩(wěn)定性
4.5.1 顯式格式
4.5.2 隱式格式
4.5.3 是代格式——歐拉后差格式
4.5.4 二維平流方程的計(jì)算穩(wěn)定性
4.5.5 階空間差分格式的計(jì)算穩(wěn)定性
4.5.6 半隱式格式
§4.6 平滑與濾波
4.6.1 一維平滑
4.6.2 二維平滑
§4.7 非線性計(jì)算不穩(wěn)定
§4.8 橢圓型方程與張弛法
4.8.1 張弛法——同時(shí)張弛
4.8.2 張弛法——順序張弛
第五章 正壓原始方程模式
§5.1 歷史回顧
§5.2 過(guò)濾模式
5.2.1 聲波與重力波的過(guò)濾
5.2.2 隹地轉(zhuǎn)正壓模式及其動(dòng)力特征
5.2.3 巨地轉(zhuǎn)正壓模式的數(shù)值解
§5.3 正壓原始方程組
§5.4 正壓原始方程模式的物理屬性
5.4.1 波動(dòng)解
5.4.2 模式大氣的能量關(guān)系及其整體性質(zhì)
§5.5 差分格式與地轉(zhuǎn)適應(yīng)
§5.6 守恒空間差分格式的構(gòu)造
5.6.1 一次、二次守恒的空間差分格式
5.6.2 正壓原始方程模式的二次守恒格式
5.6.3 正壓原始方程模式的總能量守恒格式
§5.7 正壓原始方程模式的計(jì)算方案
5.7.1 空間差分格式、初值和側(cè)邊界條件
5.7.2 時(shí)間積分方案
5.7.3 平滑
5.7.4 計(jì)算流程圖
第六章 斜壓原始方程模式
§6.1 模式方程組及其積分關(guān)系
6.1.1 模式方程組
6.1.2 積分關(guān)系
§6.2 變量配置與垂直差分格式
6.2.1 垂直分層與變量配置
6.2.2 垂直差分格式的構(gòu)造
§6.3 水平氣壓梯度力的計(jì)算方法
6.3.1 在等壓面坐標(biāo)中計(jì)算水平氣壓梯度力
6.3.2 靜力扣除法
6.3.3 改善差分格式
§6.4 斜壓原始方程模式計(jì)算方案
6.4.1 控制方程組
6.4.2 差分方程組
6.4.3 邊界條件
6.4.4 時(shí)間積分方案
6.4.5 初值
6.4.6 物理過(guò)程
6.4.7 計(jì)算方案流程圖
第七章 初始條件與邊界條件
§7.1 初值形成的原理和方法
7.1.1 客觀分析
7.1.2 初值處理的必要性
7.1.3 資料同化‘
§7.2 靜力初始化方法
7.2.1 轉(zhuǎn)風(fēng)初值
7.2.2 平衡初值
§7.3 動(dòng)力初始化方法
7.3.1 動(dòng)力迭代法
7.3.2 數(shù)字濾波法
§7.4 正規(guī)模初始化方法
7.4.1 線性處理
7.4.2 非線性處理
§7.5 變分初始化方法
7.5.1 變分原理簡(jiǎn)介
7.5.2 約束極小化問題
7.5.3 變分平衡初值
§7.6 初始化方法的比較與存在的問題
§7.7 水平側(cè)邊界條件
7.7.1 幾種側(cè)邊界條件的試驗(yàn)結(jié)果
7.7.2 幾種常用的水平側(cè)邊界條件
7.7.3 時(shí)變邊界條件
第八章 模式中物理過(guò)程的處理方法
§8.1 平均運(yùn)動(dòng)方程組和次網(wǎng)格過(guò)程
§8.2 大尺度凝結(jié)降水的計(jì)算方法
8.2.1 凝結(jié)函數(shù)法
8.2.2 是代法
§8.3 積云對(duì)流參數(shù)化
8.3.1 基本理論
8.3.2 對(duì)流調(diào)整方案
8.3.3 郭曉嵐參數(shù)化方案
§8.4 邊界層過(guò)程的處理方法
8.4.1 邊界層參數(shù)化理論
8.4.2 整體邊界層參數(shù)化方案
8.4.3 高分辨率邊界層參數(shù)化方案
參考文獻(xiàn)