An Introduction to Dynamic Meteorology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:James R. Holton

出品人:

页数:535

译者:

出版时间:2004-4-14

价格:USD 92.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780123540157

丛书系列:

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• 气象学导论
• 大气边界层

《风起云涌：大气流动的奥秘》 作者： [此处为作者姓名，此处不填，表示对原书作者的尊重，也避免直接引用] 简介： 本书并非那本著名的《An Introduction to Dynamic Meteorology》，而是试图从一个更加宏观且具象化的视角，带领读者探索构成我们生活环境的大气——那个不断运动、变化万千，塑造着地球气候的复杂系统。我们不触及深奥的数值模型和复杂的数学推导，而是将注意力聚焦于那些肉眼可见、触手可及的现象，试图理解它们背后的基本原理，感受大气的生命脉搏。 试想一下，当微风拂过脸颊，带来夏日午后的清凉；当一场骤雨倾盆而下，洗净了尘埃，滋润了干渴的大地；当远处的地平线上，乌云翻滚，预示着一场风暴的来临；抑或是当我们仰望蓝天，看到云朵以各种奇妙的姿态飘浮，这一切，都源于大气内部无休止的流动。这些流动，有时轻柔如絮语，有时狂暴如野兽，它们是地球生命得以维系的能量输送带，是气候变化的幕后推手，更是我们理解自然界诸多现象的关键钥匙。 《风起云涌：大气流动的奥秘》并非一本枯燥的教科书，而更像是一次引人入胜的探索之旅。我们将从最基本的“风”开始，探究它产生的根源。你知道吗？风，本质上是空气受热不均而产生的密度差异，进而引发的空气分子向低压区域的移动。这种最朴素的动力学原理，却驱动着全球范围内的气流。太阳，这位慷慨的能源提供者，日夜不停地加热着地球表面。赤道地区接收的阳光直射，温度升高，空气受热膨胀，密度变小，从而上升；而两极地区则相对寒冷，空气密度大，下沉。这种温度和密度的差异，便在大气中形成了一套庞大的环流系统，驱动着空气的南北流动，这就是我们所知的“环流”。 然而，地球的自转，这个看似微不足道的因素，却为这场宏大的“大气芭蕾”增添了别样的舞步。科里奥利力，这个听起来有些陌生的名字，实际上就是由于地球自转而产生的一种效应。它并非一种真实的力，而是观察者自身运动而产生的“惯性力”。在北半球，科里奥利力会使得运动的空气向右偏转；在南半球，则向左偏转。正是科里奥利力的作用，使得大气环流不再是简单的南北直线流动，而是形成了更加复杂且稳定的气压带和风带，比如我们熟悉的信风、西风带等等。理解了科里奥利力，也就理解了为何台风总是呈现出螺旋状的运动轨迹，为何商业航班的航线会受到它的影响。 当然，大气流动并非总是温和而有规律的。当我们谈论天气时，常常会想到那些影响我们生活的极端天气事件：强烈的雷暴，突如其来的龙卷风，或是缓慢而持久的降雨。这些现象，都与大气中的能量积聚和释放有关。 以雷暴为例，它们通常发生在温暖潮湿的夏季午后。大量的太阳辐射加热地表，使得地表附近的空气温度升高，湿度增大。当这些湿热的空气上升时，它们在高空中会遇到更低的温度，水蒸气开始凝结，形成云。如果上升的气流足够强大，并且有足够的水蒸气供应，云层就会迅速发展，形成积雨云，也就是我们俗称的雷暴云。在积雨云内部，水滴、冰晶和空气分子剧烈碰撞、摩擦，产生了巨大的电荷分离，最终以闪电的形式释放出来，伴随而来的是滚滚雷鸣。雷暴过程中伴随的强风、短时强降水，甚至冰雹，都是大气能量快速释放的表现。 而龙卷风，则是大气动力学中最令人敬畏的现象之一。它们通常发生在超级单体雷暴中，是一种剧烈旋转的柱状气旋。龙卷风的形成，涉及到大气中高度的不稳定性，以及强烈的垂直风切变（即不同高度的风速或风向发生显著变化）。当一个雷暴云中的上升气流开始旋转，并且这种旋转被向上拉伸时，它的角动量就会急剧增加，从而形成强大的涡旋，甚至触及地面，形成我们看到的破坏力惊人的龙卷风。龙卷风的直径通常不大，但其内部的风速却可能超过每小时几百公里，所到之处，建筑损毁，树木被连根拔起，其威力足以让人类感受到大自然的强大。 除了这些剧烈的瞬时现象，大气中的缓慢而持久的流动，也塑造着我们的气候。例如，海洋环流和大气环流之间的相互作用，是调节全球气候的重要机制。海洋储存着大量的热量，并且能够通过洋流将热量从热带输送到高纬度地区。同时，海洋也是大气中水蒸气的重要来源，它参与着全球的水循环。当暖流经过寒冷的海面时，会蒸发大量的水汽，增加大气的湿度；而寒流经过时，则会降低大气的温度，减少水汽。这种海洋与大气之间的热量和水分交换，深刻地影响着沿海地区的气候。 当我们抬头仰望天空，看到的千姿百态的云朵，本身也是大气流动的直观体现。它们并非静止不动，而是随着气流不断变化形态。积云的圆顶状，是上升气流的标志；层云的平坦状，则通常与稳定的大气层有关；而羽毛状的卷云，则是在高空稀薄空气中形成的冰晶云。云的形成、发展和消散，都与大气中的温度、湿度、气压以及气流的运动密切相关。它们是大气中水汽凝结和传输的直接证据。 本书的另一个重要关注点，是大气边界层。这是大气最靠近地表的一层，受地表物理过程（如摩擦、地形、蒸发、热量交换等）影响最为直接。边界层内的空气流动会更加复杂，受到地表粗糙度的影响，风速会随高度增加而增大，还会产生各种扰动，如湍流。湍流，是大气中一种无规则的、混乱的运动，它在混合大气成分、输送热量和动量方面起着至关重要的作用。正是湍流，使得地表的热量能够有效地传递到高层大气，也使得空气中的污染物能够扩散到更广阔的区域。 我们还将触及大气中的“波”。大气并非一个均匀的介质，它会像水面一样，产生各种“波”。例如，声波就是空气振动的传播；而更重要的是，大气中存在着各种尺度和类型的重力波。这些重力波，例如晴天湍流，虽然肉眼看不见，但它们在垂直方向上传播，能够将动量和能量从低层大气传递到高层大气，甚至对平流层和中间层的动力过程产生重要影响。理解这些波的存在和传播，有助于我们更全面地认识大气流动的整体结构。 最后，本书将尝试描绘大气作为一个整体的“行为模式”。从全球范围的季风系统，到区域性的海陆风，再到地方性的谷地风和山地风，这些不同尺度的风的产生和维持，都遵循着相同的基本物理原理，但又受到当地地形、海陆分布等因素的独特影响。理解这些模式，不仅能帮助我们预测天气，更能让我们感受到地球这个生命星球的微妙平衡。 《风起云涌：大气流动的奥秘》旨在以一种平实易懂的语言，配以生动形象的比喻，以及对日常现象的深入剖析，来揭示大气流动的内在规律。我们希望读者在阅读本书后，能够不仅仅是匆匆瞥过天空中飘过的云彩，或是感受迎面而来的微风，而是能从中看到那股看不见的力量，那股驱动着地球气候变化，孕育着万千气象的，永不停息的大气流。这将是一次关于我们头顶上那片蓝色穹顶下，最根本的动力学过程的科普之旅，一次对塑造我们生存环境的无形之手的深刻洞察。

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这本书的作者在叙述风格上展现出一种罕见的、近乎‘人文关怀’的学者气质。他的语言精准而有力，但在阐释那些最抽象的概念时，却能流露出一种对自然现象的敬畏感和迷恋。这不是那种冷冰冰的公式罗列，而是带着温度的知识传递。我注意到，书中多次引用了气象史上重要学者的经典论述，这些引文不仅仅是为了佐证观点，更像是与这些先驱者进行跨越时空的对话，让冰冷的科学理论有了一种鲜活的历史感和探索精神。这种叙事方式极大地增强了阅读的沉浸感，让原本艰深的数学模型似乎也拥有了生命力。读起来完全不会感到枯燥乏味，反而像是在聆听一位经验极其丰富、且对世界充满好奇心的导师，用最清晰的逻辑为你解构这个复杂多变的大气世界，引导你真正爱上这种‘探秘’的过程。

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这本书的章节组织结构犹如一位经验老到的向导，引领着读者从最基础的物理概念稳步攀升至复杂的大尺度环流模型。开篇对大气基本热力学和流体力学原理的阐述，没有采用那种教科书式的堆砌公式，而是巧妙地融入了大量的日常现象作为引入点，比如海陆风、山谷风的形成，这极大地降低了理论学习的门槛。当我读到关于科里奥利力和地转风平衡的那一章时，我深刻体会到作者在平衡难度与深度上的高超技巧。他没有急于抛出复杂的微分方程组，而是先用非常直观的矢量分析和‘惯性系’下的运动描述来建立直觉，之后才逐步过渡到实际的大气运动方程。这种循序渐进的教学方法，让我在面对后续的涡度、斜压性等高阶概念时，感觉思路是连贯且有支撑的，而不是生硬地被抛入一个全新的知识领域。对于那些真正想‘理解’而非仅仅‘记住’气象原理的人来说，这种结构设计无疑是极具价值的。

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从应用和案例分析的角度来看，这本书也提供了非常扎实的支撑点。它没有将理论与实际观测完全割裂开来，而是通过一系列精心挑选的全球性或区域性的气象事件作为‘实证’来反哺理论。例如，在讲解中尺度对流系统的发展时，书中不仅提供了理论模型，还配以清晰的卫星云图和雷达回波图解说，明确指出在某一特定时间点，理论上的辐合区是如何在实际图像中‘显形’的。这种‘理论-图谱-实例’的紧密结合，极大地提升了知识的实用性和可迁移性。它教会的不仅仅是‘是什么’，更是‘如何去识别’和‘如何去预判’。对于未来有志于从事实际天气分析或数值模拟工作的读者而言，这种将理论深度与实际观测相结合的训练，无疑是比单纯的理论推导更为宝贵的第一步，它为构建一个面向实际问题的思维框架打下了坚实的基础。

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坦白说，这本书的深度超出了我最初的预期，它绝不是一本泛泛而谈的‘入门’读物。很多看似基础的章节，实际上都蕴含着深刻的物理洞察力。例如，在讨论边界层物理学时，作者不仅详细描述了湍流输运的机制，还深入探讨了地表能量平衡在不同下垫面（如森林、城市、海洋）上的具体表现和差异，这在很多同类书籍中往往是一笔带过的内容。我尤其喜欢它在处理‘不稳定性’问题时的多维度视角，它不只是停留在经典的浮力机制上，而是结合了垂直风切变、地形抬升等多重驱动力的协同作用进行剖析，体现了现代气象研究的前沿思路。这本书的理论深度，使得它更像是一本‘进阶’教材，它迫使你停下来，反复思考那些看似简单却蕴含着复杂物理博弈的自然现象，对于有一定基础的读者来说，它是一面绝佳的“检视镜”，能让你清晰地看到自己知识体系中的薄弱环节，并针对性地加以巩固和提升。

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这本书的排版和印刷质量确实是顶级的，拿到手就能感觉到作者和出版方在细节上的用心。纸张的质感非常舒服，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。装帧设计简约而不失大气，封面图的选择也很有品味，体现了气象学深邃而又变幻莫测的魅力。我特别欣赏它在图表呈现上的专业度，那些复杂的流场图、气压分布图，线条清晰，色彩运用得当，即便是初学者也能大致把握其内在逻辑。书中插入的一些历史性照片和早期气象观测工具的插图，也为枯燥的理论增添了一丝人文气息，让人在学习科学知识的同时，也能感受到气象学这门学科百年来的发展轨迹。更值得称道的是，很多关键公式的推导过程都被清晰地标注在侧边栏，这种‘知识点补充’的设计非常人性化，避免了正文被过多数学符号打断阅读流畅性的问题。总的来说，这本书的物理实体本身就是一件值得收藏的学术精品，从内到外都散发着一种严谨而又精致的学术气息，让人每次翻开它，都充满了一种被尊重和被认真对待的感觉。

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中老年气象学/流体力学读本

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经典教材，我们系研究生和小本的动力课都是用的这本书，有几个知识点讲得很好，比如thermal wind, Ertel's PV, Eady stability problem。而且，书后有练习题答案！网上更能搜到详细的解题答案！书后有一张CD，但自从买了就没打开过所以并不知道里面是什么内容，囧。总体感觉一般，除了上课讲的几章以外其他并不实用。

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大二时候看跟PhD时候看一点都不一样，有些章节讲的棒。

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经典教材，我们系研究生和小本的动力课都是用的这本书，有几个知识点讲得很好，比如thermal wind, Ertel's PV, Eady stability problem。而且，书后有练习题答案！网上更能搜到详细的解题答案！书后有一张CD，但自从买了就没打开过所以并不知道里面是什么内容，囧。总体感觉一般，除了上课讲的几章以外其他并不实用。

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虽然对这个专业已经几乎到了丧失兴趣的程度，可是还想知道holton眼里的世界