大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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張學洪，俞永強，周天軍 等 著

圖書標籤:

• 大洋環流
• 海氣相互作用
• 數值模擬
• 海洋學
• 氣象學
• 數值方法
• 科學計算
• 海洋模型
• 氣候變化
• 講義

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502956660

版次：1

商品编码：11204051

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-02-01

用纸：胶版纸

页数：297

字数：492000

正文语种：中文

內容簡介

　　《大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義》主要介紹與大洋環流和海氣相互作用的數值模擬有關的基礎知識。全書共十二章，可分為三部分。第一部分（第1章至第6章）介紹海洋環流和海氣相互作用的初步知識；第二部分（第7章至第9章）介紹大洋環流數值模式的基本原理；第三部分（第10章至第12章）介紹幾個典型氣候問題的數值模擬。《大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義》可作為氣象和海洋專業研究生學習氣候數值模擬的教材之一，也可供研究人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 熱帶太平洋環流的初步知識
1.1 大洋的劃分，熱帶海洋
1.2 熱帶太平洋SST
1.3 太平洋赤道流係
1.4 溫躍層
1.5 海錶高度和溫躍層的關係，地轉流
1.6 非頻散斜壓Rossby波
1.7 Kelvin波
參考文獻

第2章 風生環流
2.1 引言
2.2 風生環流的Sverdrup理論
2.3 海洋中的西邊界流
參考文獻

第3章 風應力，熱通量，淡水通量
3.1 風應力
3.2 湍流熱通量和輻射熱通量
3.3 淡水通量
參考文獻

第4章 雲對海氣相互作用的影響
4.1 雲的分類和基本概念
4.2 雲對氣候係統的調節作用
4.3 雲對海溫的影響
4.4 雲輻射強迫與西太平洋暖池
4.5 氣候模式模擬的雲輻射強迫反饋
4.6 雲輻射強迫與耦閤模式的“雙熱帶輻閤帶”現象
4.7 我國長江流域獨特的中層雲
4.8 高原下遊雲結構的變化與年代際氣候變化
參考文獻

第5章 中高緯度海氣相互作用
5.1 大氣和海洋中的深對流
5.2 中高緯度海氣相互作用的特徵
5.3 判斷局地海氣相互作用是海洋強迫大氣還是大氣強迫海洋的方法
5.4 北大西洋的海氣相互作用
5.5 中緯度海氣相互作用的基本特徵
5.6 熱帶海洋對熱帶外大洋的影響
5.7 太平洋年代際振蕩（PDO）和大兩洋年代際振蕩（AMO）
參考文獻

第6章 大洋經圈翻轉環流
6.1 大洋水團
6.2 經圈翻轉環流與大洋環流輸送帶
6.3 大洋環流的經嚮熱輸送
6.4 海氣耦閤模式模擬的熱鹽環流變率
6.5 熱鹽環流與氣候突變
6.6 全球變暖對熱鹽環流的影響
6.7 太平洋的經圈環流
參考文獻

第7章 大洋環流模式原理
7.1 引言
7.2 基本近似和假定，方程組和邊界條件
7.3 海錶高度預報方程和錶麵重力波
7.4 “剛蓋”近似模式和自由麵模式
7.5 分辨率，模式地理
7.6 水平網格係統，“兩點格式
7.7 垂直離散化，連續方程的差分格式
7.8 波動方程計算穩定性概念
7.9 時間積分方案
參考文獻

第8章 海洋模式的物理參數化
8.1 引言
8.2 基本概念
8.3 穿越等密度麵的混閤——上混閤層和溫躍層參數化方案
8.4 沿等密度麵擴散的參數化方案-R82方案和GM90方案
8.5 水平黏性方案
8.6 其他物理過程
參考文獻

第9章 海冰及其數值模擬
9.1 引言
9.2 海冰在氣候係統中的作用
9.3 熱力學海冰模式原理
9.4 海冰厚度分布理論
9.5 動力一熱力學海冰模式原理
參考文獻

第10章 ENSO的數值模擬
10.1 引言
10.2 熱帶太平洋的平均氣候狀態
10.3 ENSO循環的基本特徵
10.4 海洋的赤道波係
10.5 熱帶海氣相互作用的基本理論
10.6 海洋環流模式模擬的ElNino事件
10.7 耦閤模式模擬的ENSO事件
10.8 小結及未來研究展望
參考文獻

第11章 印度尼西亞貫穿流的模擬
11.1 引言
11.2 ITF的氣候意義和驅動機製
11.3 ITF的氣候平均和變化特徵——觀測結果
11.4 ITF的數值模擬研究
參考文獻

第12章 全球變暖的檢測、歸因及其數值模擬
12.1 引言
12.2 氣候變化的觀測事實
12.3 溫室效應
12.4 全球變暖的數值模擬
12.5 氣候變化與碳循環
12.6 數值模擬中的不確定性以及關於全球變暖的爭議
12.7 小結

參考文獻
附錄A 海錶風應力資料介紹
附錄B 本書用到的LASG模式簡介
索引

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El Niño-Southern Oscillation（ENSO）是赤道太平洋地区乃至全球范围内最显著海气相互作用现象之一。自Bjerkness（1969）的工作以来，人们对 ENSO的认识不断加深（参见Anderson et al., 1998）。ENSO循环中冷暖位相转换是研究和预报ENSO事件过程中很重要的一个课题，在这方面前人已经做过大量工作，提出了许多理论和概念模型，如 Shopf等（1988）和Battisti等（1989）的延迟振荡子理论，Jin（1997）的Discharge−Recharge振荡子， Weisberg（1997）等的西太平洋振荡子理论，Picaut等人（1996）的advective-reflecive振荡子理论等。尽管这些假设和理论的侧重点各有不同，但是大多数都认为西太平洋的热含量变化是ENSO事件的前兆，整个ENSO循环是热带太平洋上层海洋热量和质量重新分布以及海气相互作用的产物。数值模拟一直是研究ENSO物理机制的重要手段之一，特别是完全海气耦合模式CGCM能够更真实地反映海气相互作用中的各种物理过程，因而近年来在ENSO的模拟和预测研究中得到了越来越广泛的应用。从二十世纪八十年代末期以来，耦合模式模拟ENSO的能力不断提高，到目前为止海气耦合模式已经能在许多方面相当真实地再现ENSO循环的基本特征。 El Niño一词来自西班牙语,最初是指在东太平洋秘鲁沿岸每隔几年出现的海表温度异常增暖现象,后来Bjerknes(1969)发现El Niño现象与南方涛动（Southern Oscillation）密切相关，即El Niño事件对应着南方涛动的负位相；La Niña（也有人称之为反El Niño事件）对应着南方涛动正位相。因此Bjerknes将上述两个词合起来构成一个新词ENSO，表示从El Niño事件到La Niña事件再到El Niño事件的整个循环过程。 现在人们已经认识到ENSO事件是热带海洋−大气相互作用的结果，并能够通过遥相关型（例如太平洋−北美（PNA）遥相关型）对全球气候异常产生显著影响。在ENSO事件的暖位相，赤道中东太平洋海表温度异常增暖，东西太平洋海表温度梯度明显减弱，同时赤道上信风减弱。实际上大气和海洋环流的异常还不仅表现在表层，在海洋次表层和大气对流层中上层也可以看到显著的异常信号。例如，在赤道上大气Walker环流的上升支由印尼海域东移到赤道中太平洋的上空，并且在赤道中东太平洋出现异常多的降水，在200hPa高空西风也同时减弱。同赤道信风减弱的事实联系起来看，这意味着赤道太平洋 Walker环流减弱。在海洋次表层，赤道西太平洋温跃层变浅，东太平洋温跃层加深，使得东西太平洋温跃层梯度减小，同时海表面高度也在降低；但赤道地区平均温跃层深度比气候平均值浅，赤道太平洋的海洋上层热含量降低，同时赤道潜流的强度也减弱。在ENSO 事件的冷位相（即La Niña位相），赤道中东太平洋海表温度异常偏低，东西太平洋海表温度梯度明显加强，同时赤道上海洋表面信风也显著增强，200hPa西风也明显加强。与此同时，在赤道上大气Walker环流的上升支向西移，并且强度增加。在海洋次表层，赤道东太平洋温跃层变浅，西太平洋温跃层加深，东西太平洋温跃层梯度加大。

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El Niño-Southern Oscillation（ENSO）是赤道太平洋地区乃至全球范围内最显著海气相互作用现象之一。自Bjerkness（1969）的工作以来，人们对 ENSO的认识不断加深（参见Anderson et al., 1998）。ENSO循环中冷暖位相转换是研究和预报ENSO事件过程中很重要的一个课题，在这方面前人已经做过大量工作，提出了许多理论和概念模型，如 Shopf等（1988）和Battisti等（1989）的延迟振荡子理论，Jin（1997）的Discharge−Recharge振荡子， Weisberg（1997）等的西太平洋振荡子理论，Picaut等人（1996）的advective-reflecive振荡子理论等。尽管这些假设和理论的侧重点各有不同，但是大多数都认为西太平洋的热含量变化是ENSO事件的前兆，整个ENSO循环是热带太平洋上层海洋热量和质量重新分布以及海气相互作用的产物。数值模拟一直是研究ENSO物理机制的重要手段之一，特别是完全海气耦合模式CGCM能够更真实地反映海气相互作用中的各种物理过程，因而近年来在ENSO的模拟和预测研究中得到了越来越广泛的应用。从二十世纪八十年代末期以来，耦合模式模拟ENSO的能力不断提高，到目前为止海气耦合模式已经能在许多方面相当真实地再现ENSO循环的基本特征。 El Niño一词来自西班牙语,最初是指在东太平洋秘鲁沿岸每隔几年出现的海表温度异常增暖现象,后来Bjerknes(1969)发现El Niño现象与南方涛动（Southern Oscillation）密切相关，即El Niño事件对应着南方涛动的负位相；La Niña（也有人称之为反El Niño事件）对应着南方涛动正位相。因此Bjerknes将上述两个词合起来构成一个新词ENSO，表示从El Niño事件到La Niña事件再到El Niño事件的整个循环过程。 现在人们已经认识到ENSO事件是热带海洋−大气相互作用的结果，并能够通过遥相关型（例如太平洋−北美（PNA）遥相关型）对全球气候异常产生显著影响。在ENSO事件的暖位相，赤道中东太平洋海表温度异常增暖，东西太平洋海表温度梯度明显减弱，同时赤道上信风减弱。实际上大气和海洋环流的异常还不仅表现在表层，在海洋次表层和大气对流层中上层也可以看到显著的异常信号。例如，在赤道上大气Walker环流的上升支由印尼海域东移到赤道中太平洋的上空，并且在赤道中东太平洋出现异常多的降水，在200hPa高空西风也同时减弱。同赤道信风减弱的事实联系起来看，这意味着赤道太平洋 Walker环流减弱。在海洋次表层，赤道西太平洋温跃层变浅，东太平洋温跃层加深，使得东西太平洋温跃层梯度减小，同时海表面高度也在降低；但赤道地区平均温跃层深度比气候平均值浅，赤道太平洋的海洋上层热含量降低，同时赤道潜流的强度也减弱。在ENSO 事件的冷位相（即La Niña位相），赤道中东太平洋海表温度异常偏低，东西太平洋海表温度梯度明显加强，同时赤道上海洋表面信风也显著增强，200hPa西风也明显加强。与此同时，在赤道上大气Walker环流的上升支向西移，并且强度增加。在海洋次表层，赤道东太平洋温跃层变浅，西太平洋温跃层加深，东西太平洋温跃层梯度加大。

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