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第一章 引言1

1.1 研究范围和背景知识1

1.2 全书的结构2

第二章 问题的性质6

2.1 引言6

2.2 热力学系统的基本概念7

2.3 气候系统的分量10

2.4 气候系统14

2.5 气候系统的反馈过程19

第三章 大气和海洋的基本方程组24

3.1 连续性方程24

3.2 运动方程25

3.3 涡度方程32

3.4 热力学能量方程及其应用36

3.5 状态方程40

3.6 水汽方程45

3.7 拉格朗日形式和欧拉形式的基本方程小结45

第四章 环流的不同分解方案47

4.1 瞬变和常定涡旋47

4.2 气象要素场的谱分析50

4.3 经验正交函数分析52

第五章 资料54

5.1 观测网54

5.2 资料处理技术63

5.3 客观分析方法65

5.4 其它的大气资料69

第六章 辐射平衡72

6.1 引言72

6.2 物理辐射定律75

6.3 太阳辐射77

6.4 地球辐射82

6.5 辐射传输87

6.6 大气的辐射平衡90

6.7 地面的辐射平衡92

6.8观测到的辐射平衡93

第七章 观测到的大气平均状态104

7.1 大气的质量与气压104

7.2 大气的平均温度结构109

7.3 大气的平均位势高度结构114

7.4 平均大气环流119

7.5 大气中的平均动能130

7.6 降水、蒸发、径流和云量132

第八章 观测到的海洋平均状态142

8.1 海洋的平均温度结构142

8.2 海洋平均盐度的结构151

8.3 海洋中平均密度结构153

8.4 平均海洋环流158

8.5 海洋的表面动能165

第九章 观测到的冰雪圈的平均状态166

9.1 冰雪圈在气候中的作用166

9.2 冰雪圈的一般特性168

9.3 冰原和冰川168

9.4 海冰169

9.5 雪170

9.6 永冻带171

第十章 地表与大气间的交换过程172

10.1 前言172

10.2 地表能量收支173

10.3 行星边界层的发展176

10.4 动量交换179

10.5 机械能向海洋的传输182

10.6 感热的交换182

10.7 水汽交换及蒸发186

10.8 大气气溶胶的形成190

11.1 角动量平衡方程191

第十一章 角动量循环191

11.2 观测的角动量循环201

第十二章 水分循环213

12.1 水文循环构成213

12.2 水文方程215

12.3 观测到的水文循环的大气分支218

12.4 水分平衡综述235

12.5 极区水文学239

第十三章 能量学243

13.1 能量的基本形式243

13.2 能量平衡方程245

13.3 能量平衡的观测结果251

13.4 极区能量学279

第十四章 海洋-大气热机288

14.1 大气中能量的有效性289

14.2 海洋中能量的有效性291

14.3 动能和有效位能的平衡方程294

14.4 大气能量循环的观测结果298

14.5 大气纬圈平均状态的维持和强迫304

14.6 观测到的海洋能量循环310

第十五章 气候系统中的熵317

15.1 引言317

15.2 熵的平衡方程318

15.3 大气的熵收支的观测分析321

16.1 引言325

16.2 准两年振荡325

第十六章 气候系统中的年际和年代际变率325

16.3 ENSO现象329

16.4 区域性遥相关338

16.5 年代际扰动和趋势342

16.6 一些特殊的气候现象351

第十七章 气候的数值模拟354

17.1 引言354

17.2 气候模式的数学和物理结构356

17.3 气候模式的分级364

17.4 环流模式365

17.5 统计动力模式368

17.6 模式的使用和应用371

参考文献391

主题索引403