数值天气预报（第2版）

图书标准信息

• 作者 田永祥、陈德辉、沈新勇、孙旭光、梁旭东 著；沈桐立 编
• 出版社 气象出版社
• 出版时间 2015-05
• 版次 2
• ISBN 9787502961404
• 定价 68.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 487页
• 字数 650千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 普通高等教育“十一五”国家级规划教材；“十二五”江苏省高等学校重点教材（编号2013-1-117）

【内容简介】

　　《数值天气预报（第2版）》的主要内容有：（1）数值天气预报基础知识，其中包括各种坐标系中的大气运动方程组和数值计算方法；（2）数值天气预报模式的设计，其中包括差分方法的正压和斜压原始方程模式的设计，以及谱方法的正压涡度方程模式的设计；（3）初始条件、边界条件的类型和给定方法；（4）大气边界层物理过程和湿热力过程的参数化；（5）中小尺度天气系统的动力分析及数值模拟基础；（6）国际及国内广泛使用的MM5模式及wRF模式的介绍及模拟试验；（7）中国新一代数值预报GRAPES模式的介绍；（8）气象资料的同化问题。
　　《数值天气预报（第2版）》可作为大专院校大气科学系本科生和研究生的教材。前半部分可供本科生学习使用；后半部分可供研究生学习或参考使用。也可供广大气象台站和研究机构的科技工作者参阅。

【目录】

第1章大气运动基本方程组
1.1旋转坐标系中的基本方程组
1.2球坐标系中的基本方程组
1.3局地直角坐标系中的基本方程组
1.4p坐标系中的基本方程组
1.5d坐标系中的基本方程组
1.6大气运动基本方程组的简化
1.7涡度方程和散度方程及其简化
1.8张量形式的运动方程组
1.9张量形式的涡度方程与散度方程
1.10数值天气预报模式的简单分类
习题

第2章地图投影坐标系中的大气运动基本方程组
2.1地图投影
2.2普遍的正交曲线坐标系中的基本方程组
2.3各种地图投影坐标系中的基本方程组
习题

第3章数值差分计算方法
3.1差分方法概论
3.2线性计算不稳定
3.3非线性计算不稳定
3.4差分方程的物理解和计算解
3.5有限网格下的误差
3.6平滑与滤波
3.7时间积分格式
3.8几种常用时空积分格式的性能
3.9数值天气预报中常用的一些算法
习题

第4章正压原始方程模式
4.1正压原始方程组
4.2正压原始方程组的线性计算稳定性
4.3正压原始方程模式的积分性质及空间差分格式
4.4空间差分格式与地转适应
4.5正压原始方程模式的时间积分格式
4.6正压原始方程模式的数值解法
习题

第5章斜压原始方程模式
5.1垂直坐标的选取
5.2斜压原始方程组的积分性质
5.3斜压原始方程模式的空间差分格式和时间积分方案
5.4斜压五层原始方程模式的数值解法
5.5斜压原始方程模式的模拟试验
习题

第6章初始条件与边界条件
6.1数值天气预报中初值处理的类型
6.2边界条件的类型与给定方法
6.3嵌套网格的边界处理方案
习题

第7章正压涡度方程谱模式
7.1球面谱模式的展开函数和因变量的选择
7.2球谐函数及其性质
7.3波数截断问题
7.4离散傅里叶变换
7.5勒让德变换
7.6正压涡度方程全球谱模式
习题

第8章大气边界层的参数化
8.1平均运动方程及平均次网格尺度项
8.2单层参数化处理方法
8.3多层参数化处理方法
8.4边界层高度的预报
8.5边界层模式
习题

第9章湿热力过程的参数化
9.1湿热力过程和积云对流的基本理论
9.2大尺度凝结过程
9.3五种对流参数化方案
9.4五种对流参数化方案的比较
习题
第10章中小尺度天气系统的数值模拟基础
10.1描述中小尺度天气系统的基本方程组
10.2中小尺度系统几种常用的方程组
10.3描述中小尺度天气系统的线性方程组的动力学特性
10.4模拟中小尺度天气系统应考虑的物理因子
习题

第11章中小尺度MM4和MM5模式
11.1中尺度MM4模式
11.2中小尺度MM5模式
11.3MM5模式程序的结构
11.4MM5模式数值模拟的设计及试验结果
习题

第12章天气研究和预报模式（wRF）
12.1WRF模式的整体框架介绍
12.2WRF模式的动力方程组及计算方案
12.3WRF模式的物理过程介绍
12.4WRF模式的模拟实例
习题

第13章中国气象局新一代全球／区域一体化
数值预报模式（GRAPES）
13.1引言——GRAPES的设计策略
13.2GRAPES模式的动力框架
13.3标准理想试验
13.4实际应用举例
13.5本章小结
习题

第14章气象资料同化
14.1同化技术的大致发展过程
14.2同化基础理论
14.3变分同化
14.4基于卡尔曼滤波的资料同化方法
14.5变分与集合卡尔曼滤波混合同化技术
14.6遗传算法
14.7初始条件中的物理平衡
14.8气象资料的质量控制
14.9卫星资料同化
14.10雷达资料同化
习题

附录A正交曲线坐标系中矢量的运算
A1矢量恒等式
A2E交曲线坐标系中单位矢量的微商
A3正交曲线坐标系中矢量的基本运算

附录B正压原始方程模式预报实习
B1实习目的
B2实习要求
B3实习资料
B4制作数值天气预报的计算步骤

附录C斜压原始方程模式预报实习
C1实习的目的
C2实习要求
C3实习资料
C4制作数值天气预报的具体步骤

附录D用MM4模式及实际资料进行数值模拟的实习
D1实习的目的
D2实习要求
D3实习资料及程序
D4制作数值天气预报及模拟的步骤

附录E运行一版MM5模式有关说明

附录FWRF模式的安装与运行步骤
F1WRF安装和运行的基本要求
F2WRF安装步骤
F3编译WRF，WPS和ARWpost程序包
F4运行WRF模式

附录G正压涡度方程谱模式实习全球位势高度谱展开
G1实习目的
G2实习内容
G3计算框图
参考文献