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前言1

序言1

第一章 大气运动的基本方程组1

1.1 大气运动的基本方程组1

1.2 球坐标和局地直角坐标中的基本方程组4

1.3 普遍垂直坐标转换8

1.4 р坐标和σ坐标中的基本方程组12

1.5 地图投影18

小结31

习题32

第二章 数值计算方法35

2.1 差分方法35

2.2 时间积分方案38

2.3 线性计算的稳定性43

2.4 三层格式的计算解48

2.5 有限网格下的误差51

2.6 非线性计算不稳定61

2.7 平滑和过滤68

小结73

习题74

第三章 过滤模式78

3.1 模式大气和预报模式78

3.2 尺度分析和过滤模式80

3.3 大气及大气模式的总涡度守恒86

3.4 大气及大气模式的总能量守恒89

3.5 准地转正压模式96

3.6 相当正压模式109

3.7 荒川的雅可比守恒差分格式112

3.8 准地转斜压模式118

小结124

习题125

第四章 正压原始方程模式129

4.1 正压原始方程组131

4.2 正压原始方程的波动解134

4.3 正压原始方程模式中各物理量守恒性137

4.4 线性计算稳定性条件141

4.5 差分格式和地转适应143

4.6 几种空间差分格式及其守恒性质154

4.7 半拉格朗日-半隐式格式164

4.8 时间积分方案--分离解法170

4.9 水平边界条件171

4.10 正压原始方程的初值形成174

4.11 正压原始方程模式设计方案框图178

小结183

习题184

第五章 斜压原始方程模式188

5.1 模式的基本方程组189

5.2 连续大气的积分性质190

5.3 差分格式及其守恒性质198

5.4 初值形成207

5.5 模式的一些物理过程描述211

5.6 预报实例230

小结239

习题239

第六章 客观分析和数值预报产品应用242

6.1 气象系统工程--现代天气分析技术的发展244

6.2 二维客观分析的方法250

6.3 数值预报产品的加工和应用257

小结290

习题292

附录一 向量运算的基本公式293

附录二 场论的几个基本概念和运算公式296

附录三 正交曲经坐标及几个常用微分算符在坐标中的表达式298

附录四 利用普遍曲线坐标推导球坐标中的基本方程组304

附录五 利用普遍曲线坐标推导地图坐标中的常用微分算符表达式308

附录六 准地转正压模式的FORTRAN程序309

附录七 正压原始方程模式的FORTRAN程序314

附录八 正压原始方程模式的BASIC程序324

参考文献332