Лекции по динамической метеорологии

Книга - в формате .pdf (11 МБ)


Содержание

Предисловие

1. Основные понятия.

Силы, действующие в атмосфере.
Уравнения динамики атмосферы.
Геострофический ветер.
Соотношение сил. Безразмерные параметры.
Линеаризация уравнений. Приближение Буссинеска.
Энтропия и потенциальная температура.
Геопотенциал.
Абсолютный вихрь – инвариант баротропного движения.
Квазигеострофическое движение и его инвариант.
Примитивные (полные) уравнения и потенциальный вихрь Эртеля.
Виды энергии частиц воздуха.


2. Проявления неустойчивости в атмосфере: волны, вихри, конвекция.

Определения.
Задача о баротропной неустойчивости на - плоскости. Волны Россби.
Фундаментальные особенности задач об устойчивости на примере задачи Рэлея.
Теоремы Сквайра и Говарда.
Бароклинная неустойчивость зональных потоков на -плоскости: простейшая модель циклогенеза (модель Иди).
Бароклинная неустойчивость на -плоскости. Волны Чарни и Грина.
Двухслойная задача о бароклинной неустойчивости.
Блокирующие антициклоны: определения, сезонный ход и географическое распределение.
Нелинейные эффекты бароклинной неустойчивости: качественная характеристика.
Полностью развитые нелинейные режимы.
Инерциальные волны. Симметричная неустойчивость.
Собственно симметричная неустойчивость.
Условная симметричная неустойчивость.
Метеорологический контекст задачи о симметричной неустойчивости.
Конвективная неустойчивость в покоящемся слое. Гравитационные волны.
Конвективная неустойчивость плоскопараллельного потока со сдвигом ветра. Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца.
Характеристики конвективной неустойчивости в атмосфере.


3. Неоднородная адвекция. Атмосферные фронты, фронтогенез и фронтолиз.

Определения. Термически прямые и термически обратные циркуляции.
Модель фронта как поверхности раздела воздушных масс. Формула Маргулеса.
Модели возникновения узких зон фронтов.


4. Анализ реальных данных с позиций динамики атмосферы.

Спектральный анализ. Спектры энергии атмосферных движений.
Изэнтропический анализ.
Понятие динамической тропопаузы.
Мезомасштабная структура циклонов.
Поиск прогностических связей по реальным и модельным данным.
Пример постпроцессинга: выделение зон фронтов. Мера субъективизма при проведении фронтов синоптиком.
Диагностические расчеты: факторы вынуждения осадков.
Вопросы верификации численных моделей: динамическая верификация

Заключительные замечания.

Литература.


© Методический кабинет Гидрометцентра России