由Holton教授和Hakim教授編著的《動力氣象學引論》是大氣科學專業(yè)的經(jīng)典教科書。本書全面、系統(tǒng)地闡述了動力氣象學的基本概念和基本理論，從理論上深入探討了大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)和其他大氣運動的演變規(guī)律，同時還討論了一些動力氣象學領域的新進展。本書物理概念明晰，數(shù)學推導嚴謹，敘述準確明了，注重理論與實際的結合與聯(lián)系。 本書既可以作為高等院校大氣科學專業(yè)及相關專業(yè)的本科生和研究生教材，也可作為氣象、水文、海洋、環(huán)境等部門科研和業(yè)務人員的參考用書。
James R. Holton（詹姆斯 · 霍頓）美國華盛頓大氣科學專業(yè)教授、動力氣象領域知名專家，著作《動力氣象學引論》作者。他在華盛頓大學執(zhí)教38年，獲得過大氣科學領域幾乎所有的知名獎項，是美國國家科學技術委員會的成員。為了紀念他，美國地球物理聯(lián)合會還以他的名字命名了一個獎項—— James R. Holton獎。
段明鏗，男，南京信息工程大學副教授，長期從事大氣動力學和數(shù)值天氣預報方面的研究，主要包括：1）大氣環(huán)流異常與區(qū)域氣候變化；2）大氣隨機動力學研究，主要圍繞米蘭科維奇天文氣候理論，利用隨機共振原理，使用理論氣候模式，分析隨機擾動在地球氣候系統(tǒng)10萬、4萬和2萬年周期變化中的作用。大氣隨機動力學是大氣科學領域新的研究方向，目前國內(nèi)外在這方面的研究才剛剛起步；3）數(shù)值天氣預報，側重于集合預報有關研究，包括預報不一致性分析、集合預報產(chǎn)品研發(fā)，以及集合預報結果的檢驗和評價等。
目 錄
第1章 引言 1
1.1 動力氣象學 1
1.2 動量守恒 3
1.3 非慣性參考系和“視示”力 7
1.4 靜態(tài)大氣的結構 14
1.5 運動學 18
1.6 尺度分析 19
推薦參考文獻 20
習題 21
MATLAB練習題 22
第2章 基本守恒定律 24
2.1 全導數(shù) 24
2.2 旋轉坐標系中動量方程的矢量形式 27
2.3 球坐標系中的分量方程 28
2.4 運動方程的尺度分析 31
2.5 連續(xù)方程 35
2.6 熱力學方程 38
2.7 干空氣熱力學 41
2.8 布辛涅斯克近似 44
2.9 濕空氣熱力學 45
2.9.1 相當位溫 46
推薦參考文獻 50
習題 50
MATLAB練習題 51
第3章 基本方程組的初步應用 52
3.1 P坐標系中的基本方程組 52
3.2 平衡流 54
3.3 軌跡和流線 61
3.4 熱成風 63
3.5 垂直運動 66
3.6 地面氣壓傾向 68
習題 70
MATLAB練習題 72
第4章 環(huán)流、渦度和位渦 74
4.1 環(huán)流定理 74
4.2 渦度 78
4.3 渦度方程 81
4.4 位渦 85
4.5 淺水方程 89
4.6 等熵坐標系中的ERTEL位渦 93
推薦參考文獻 95
習題 96
MATLAB練習題 97
第5章 大氣波動——線性擾動理論 99
5.1 微擾動方法 99
5.2 波動的屬性 100
5.3 簡單波動類型 106
5.4 重力慣性（浮力）波 112
5.5 旋轉層結大氣中的線性波動 116
5.6 地轉適應 121
5.7 羅斯貝波 123
推薦參考文獻 128
習題 128
MATLAB練習題 129
第6章 準地轉分析 132
6.1 中緯度地區(qū)大氣環(huán)流的觀測結構 132
6.2 準地轉方程組的推導 139
6.3 準地轉方程組的位渦推導 141
6.4 位渦思想 144
6.5 垂直運動（W）思想 153
6.6 斜壓擾動的理想化模型 158
6.7 P坐標系中的準地轉方程組 160
推薦參考文獻 161
習題 162
MATLAB習題 163
第7章 斜壓發(fā)展 165
7.1 靜力不穩(wěn)定性 165
7.2 正交模斜壓不穩(wěn)定性：兩層模式 167
7.3 斜壓波能量學 175
7.4 連續(xù)層結大氣的斜壓不穩(wěn)定性 182
7.5 中性波的增長和傳播 190
推薦參考文獻 195
習題 195
MATLAB練習題 196
第8章 行星邊界層 198
8.1 大氣湍流 198
8.2 湍流動能 200
8.3 行星邊界層動量方程組 202
8.4 二級環(huán)流與旋轉減弱 209
推薦參考文獻 213
習題 213
MATLAB練習題 214
第9章 中尺度環(huán)流 216
9.1 中尺度環(huán)流的能量來源 216
9.2 鋒和鋒生 217
9.3 對稱斜壓不穩(wěn)定 224
9.4 地形波 228
9.5 積云對流 234
9.6 對流風暴 237
9.7 颶風 242
推薦參考文獻 249
習題 249
MATLAB練習題 250
第10章 大氣環(huán)流 252
10.1 問題的本質 253
10.2 緯向平均環(huán)流 254
10.3 角動量收支 265
10.4 洛倫茲能量循環(huán) 271
10.5 時間平均氣流的緯向變化 275
10.6 低頻變化 279
10.7 大氣環(huán)流的數(shù)值模擬 284
10.8 氣候敏感性、反饋與不確定性 286
推薦參考文獻 289
習題 289
MATLAB練習題 290
第11章 熱帶大氣動力學 291
11.1 大尺度熱帶環(huán)流的觀測結構 292
11.2 大尺度熱帶運動的尺度分析 303
11.3 凝結加熱 307
11.4 赤道波動理論 309
11.5 穩(wěn)定受迫赤道運動 314
推薦參考文獻 315
習題 316
MATLAB練習題 317
第12章 中層大氣動力學 319
12.1 中層大氣的結構與環(huán)流 320
12.2 中層大氣的緯向平均環(huán)流 322
12.3 垂直傳播的行星波 329
12.4 平流層爆發(fā)性增溫 332
12.5 赤道平流層中的波動 336
12.6 準兩年振蕩 341
12.7 示蹤成分的輸送 344
推薦參考文獻 348
習題 348
MATLAB練習題 349
第13章 數(shù)值模擬與預報 351
13.1 歷史背景 351
13.2 運動方程組的數(shù)值近似 352
13.3 正壓渦度方程的有限差分形式 359
13.4 譜方法 361
13.5 原始方程模式 366
13.6 資料同化 368
13.7 可預報性與集合預報 373
推薦參考文獻 377
習題 377
MATLAB練習題 378
附錄A 常用的常數(shù)和參數(shù) 381
附錄B 符號列表 382
附錄C 矢量分析 386
附錄D 濕度變量 389
附錄E 標準大氣數(shù)據(jù) 391
附錄F 對稱斜壓振蕩 393
附錄G 條件概率與似然 394
參考文獻 391
書單推薦
