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中国科大精品教材 大气-海洋学概论

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SQ_`:GAeB+v7?0中国科大精品教材 大气-海洋学概论

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9?8lZ*n7^&\!z0

.Dei U$\3A0丛书名: 中国科学技术大学精品教材

u H2D(q"G3q.@5L*Au/MB9v0

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G5\B0X@u} f8AMS/["O0 水利图书 JBEH)Cwb4V

作  者: 陈月娟 等编著水利图书zg&m9X#c

水利图书3GNd5w4Y?#^3q'H4N

出 版 社: 中国科学技术大学出版社

,Q;XT?#R#K mq0 水利图书k#oe2Q$]I~uKR

出版时间: 2009-1-1

[#IU-lCN J0 水利图书a'l:tlA.d?H

字  数: 209000

egnCnKP wn^ e0 水利图书w$\g-CN$N/B Ao

版  次: 1水利图书o+D'WI-xP(P8X"GwC

V#V^:R8T#a0页  数: 162水利图书 VS Mz8|*V6l&MDu@

)nghm|9W y2iQ/R B`0印刷时间: 2009-1-1水利图书L g9^Bg4A$|8lW

k|Z(I\pDr0开  本: 16开

3^9kJ6p/rG#f'p0

j.k4u.{6Y/Bh&c.L3E;Z0印  次: 1

+S6|})Z~ V [N9Y0 水利图书VY!~~$P'G

纸  张: 胶版纸水利图书%a,\,kGJK

-o(Q8IPJ{0E5JJ!u0I S B N : 9787312022456水利图书(@7@|Z6uhb,Y

水利图书1Td!n ~:\LW2i

包  装: 平装

9~+w"g(h(JP0

en o[K/E0所属分类: 图书 >> 自然科学 >> 地球科学 >> 大气科学(气象学)

P5i}3m,Z!? \V^s%T0 水利图书P4X2o?!l@A&`

内容简介

Br"p#v*|0

uJEl)M^0本书是中国科学技术大学地球和空间科学学院所设的“大气一海洋学”课程的专用教材。这本教材突出了大气圈和水圈的共同特点和相互关系,把大气和海洋结合在一起来讲述。内容比较广泛,但并不很深。它包括了大气科学和海洋学中的一些基本概念、大气和海洋中发生的物理和化学现象及过程、大气和海水运动的特征以及目前普遍关心的海一气相互作用、气候异常和全球性的环境问题(酸雨、全球变暖和臭氧层破坏)等内容。它既包含了大气和海洋学的一些基础知识,同时也介绍了一些目前大气科学和海洋学中的重要科研成果。

0P[ bB @C0

!k5yw%^!BI7KxO&T0本书可供高等院校地球科学类的师生和从事相关方面的科技工作者阅读参考。

}Xr{2E5p0

&kMQ1ST)B(_H0目录

&Og j|`2^Dn-S EG0

u@JA6ng0总序水利图书 H e/{l ](OMr0^%{h

水利图书Wz0VA}

前言

DU1|+^"}4y0 水利图书;A_AyY r zWD;Ky

第1章 绪论

.HCS |{+YJ6O0 水利图书6FO;h d6~^%u0wA

1.1 地球的圈层,大气圈和水圈水利图书_2s q:^"mq`Y3Td#fd

/uQKs5SM}RA01.1.1 大气圈和水圈的概况水利图书PoRxI@Bn\

d?8vI'C:aO8]01.1.2 大气和海洋的边界

A? Uk F0 水利图书?+reE P,m9o;~c)_

1.1.3 大气圈和水圈的形成和演化,海底扩张和板块构造理论水利图书XR#l Omz-L

水利图书1B'N9QQYp?!J

1.1.4 大气圈和水圈与人类生活的关系

Bf5m2oXo~0 水利图书k%V"SA5LY F x

1.2 大气科学和海洋学的研究内容和方法

5dXOs[b'h0 水利图书Ws.U-|3hEi~J

1.3 大气科学和海洋学的发展和新技术的应用水利图书x2T"^6`g.NQi5gX4t

%o*U6_8O2[h'[8^01.3.1 大气科学和海洋学的发展水利图书%HN/L,ERZ#G

水利图书y#D$ba goT

1.3.2 新技术在大气科学和海洋学中的应用

\3P`;]+at I0 水利图书Zv\`)i;ta

第2章 大气和海水的成分及结构

m4Qz:@J B0

L\g1^ n/n }02.1 大气和海水的组成

U6o4g9v0E WGH0

6f| S0cqP02.1.1 大气的基本成分

g Fc3W(l Dn YX0 水利图书%X xB(yR!X |1D$T

2.1.2 海水的化学组成

ovT1W3RD3G0 水利图书x!KR!hy X

2.2 海水的盐度和氯度水利图书p*TS6i*I"b [2HT

Wh(LgT;i5QJ02.2.1 海水的盐度

6tzg9ZT+c.?mU0

"^zu:S|Gsg6h02.2.2 海水组成的恒定性

R-e:o}Na*? |;U0 水利图书9h} s9` rX_,t

2.2.3 海水的氯度

7b/fIt3s3n4{0 水利图书 }0ou$op"P\k*k{([

2.2.4 海水盐度与氯度的关系水利图书/~1b+YT0Ej

水利图书 V0X+oI:q

2.2.5 海洋盐度的分布水利图书5TaQx:Kn5w

水利图书+@0X0h"G.L-` y

2.3 大气和海水的垂直结构水利图书6[1~#K3OY W

水利图书&t*I_GU3t

2.3.1 大气的垂直结构水利图书hLKG,E@"C0NP

/q~l9M)Y[f&AK%[02.3.2 海洋的垂直结构

/V'A.b3P"}/] l+\0

#W q"C:p}v ]\0r02.4 大气和海洋的温度、密度、压强及盐度之间的关系水利图书@c8@$IK

1za @&x'D }S+d:y:tJt02.4.1 大气温度、密度和压强的关系,气体状态方程

jF~g0yn0

,hJ-odC.T1N]$D!s2S02.4.2 大气压强随高度的分布

|(en&wu{#a1y0 水利图书8u \@2@V JK

2.4.3 海水密度与温度、盐度和压强的关系

idoC!A*v}u0 水利图书'r0gKtr#j/C

2.5 高层大气简介水利图书X$s&f*NyT {

水利图书0H6j5RkOu QRD

2.5.1 臭氧层

-GQHTZ8x&Vo0 水利图书N9zg:C:i Z#\

2.5.2 电离层水利图书 Ddr&qzk*n#f

/R7v:HX/~ I02.5.3 磁层

H#o G0wM+~r8J.v0 水利图书c-i4dL4B5y |

第3章 大气和海水运动的能源和热量收支

LE$dp8a Bm0 水利图书GQ gh}p0a

3.1 大气和海洋对太阳辐射的吸收

'?yBD*vi Rs0

ph6a6Z6[03.1.1 太阳和太阳辐射水利图书6y8M(I3Xa\%|m

水利图书*gNSG:\7rg

3.1.2 大气对太阳辐射的吸收

bW cn$J@Pa0

~J]!F |/Gy;aH+m R2V03.1.3 海水对太阳辐射的吸收

7v@.H(Q5V@)J0

qC q6H#]J1i03.2 海-地-气系统的长波辐射水利图书2n0KV7F0_ql?

}:L*~T {+?b,Z Y3B03.2.1 海面和陆地面向上的红外热辐射水利图书&b@c?K{%i

水利图书`XcrYLi1xe6R

3.2.2 大气放射的红外热辐射水利图书;^bj/ZW7V _

水利图书_4s:h ^*g

3.3 感热交换和潜热交换水利图书7[#S)g6PU&MuS

1i$boNB^$u03.3.1 大气与海洋或大气与陆地的感热交换

KP)Z+Tj]:c(d0 水利图书x^)IfduxQ N

3.3.2 海洋与大气的潜热交换水利图书 I1r q2G}9T8k

水利图书d \(QA4H!t2~

3.4 海-地-气系统的能量收支水利图书mWRS @%V:nWP`

j-A4Djp }p3F03.4.1 海-地-气系统的辐射收支

j5ws/g o7D-`0 水利图书6O P BO.aE

3.4.2 地球表面的热量平衡水利图书 A'GO~1Y"y7Wk!M

Y)V\S#V"EEAQI03.4.3 温室效应和全球变暖的概念水利图书.d ]|%O6t4E

水利图书%v*x:A)Qg{

3.5 大气和海水温度的分布水利图书,X!@2G1cN&P uQ

水利图书c1VLc;J*be5{!|W

3.5.1 近地面大气温度的分布

].Bc^m[9A'm0 水利图书1c.P.g%whc9l

3.5.2 大气温度的高度一纬度分布

7l.s a+M|D0

8NJ4j5N4]H7p03.5.3 海表水温(SST)的分布

|N;n)f5]t0 水利图书0U[~Y5K V\_

3.5.4 海温的垂直分布水利图书;O+k\D-Ns Rr1_:@

'V-Eg)y? z8mz4y)}1p03.5.5 海温异常和厄尔尼诺现象

yD?)E~7q4W w(y0

g~+P xy/Cm1B|0第4章 云和云系

@%W#H0T L"x0

.Q2E%j:N)Mw5mG04.1 云的分类及其宏观特性

&Kl"Q&T9o3Y0

:ml,^ `8x%B+[a-n0I?04.2 云生成的原因及条件

t4Rc9I*E(qW~0 水利图书2~k{2w:_:e d U\,tb

第5章 大气和海洋中的声、光、电现象水利图书 ZQ+h)^9@4E

水利图书+?(A(qpm2x|1^

5.1 声波在大气和海洋中的传播水利图书 S"K9[Lfw.jtw

*KxAM"jd_05.1.1 声波在大气和海洋中的传播速度水利图书0J+S-U8d7~v

0ij2hr6R1QMd05.1.2 声速在大气和海洋中的垂直分布水利图书vJ"d Snb1[%W

水利图书z~q\G3z!]

5.1.3 声波在大气和海洋中的传播路径水利图书'L5d#HMV!o9V

W'LW6h^ZJb,m05.1.4 声波在大气和海洋中传播时的衰减

C"Wp^ B4\8a-b0 水利图书W+P;s~*]

5.2 大气和海洋中的光学现象水利图书0}a,J$R r

水利图书/PB|-b O-NT

5.2.1 光波在大气中的折射

$H7E\5c S0 水利图书vR? Q$D"n*H

5.2.2 光波在大气和海水中的散射水利图书z p~ a-hwb

!b9s*O9E[*?.f%r05.2.3 云、雾和降水中的光象

:_HyXC&Z]:Eu0 水利图书%B8@*qWD @^ag$@s

5.3 大气中的电现象水利图书 hk}V)]!Z!Tl

"k'X(R"yC3C05.3.1 大气中的离子

IT:M|0gzx&R0 水利图书S9i&@I{%u

5.3.2 晴天大气电场和大气电流

i \ ]'`+Y0

,j*G\wGCIR4rD5G05.3.3 雷暴电场

4g8w'T.nc?6q0

h}T4lXZ0第6章 大气和海水的热力学特性和静力稳定度

I/cNt#k\\WK0

W)k6w Gh [J06.1 热力学第一定律的应用

GBbp:gD7sO{0 水利图书mf g7Q)C k"f+bm

6.2 绝热过程、位温和绝热递减率

Mu N|WI*ai*v0 水利图书5H CK x6D:K d'r

6.2.1 大气的干绝热过程

i*o\F!W/hP1Z0

#M1RD#Nf06.2.2 大气的干绝热温度递减率水利图书 h:F3F RGP~

vi3^%W+]sy*h06.2.3 大气的位温水利图书1OQY cv{U$B?

[nD,q x"xNv06.2.4 大气的湿绝热过程和假绝热过程

5\.VZ J)S;qa0 水利图书PL~5ek!?4N

6.2.5 海水温度的绝热变化和位温水利图书vO4PDQ)V;K

O?+_,F}#v4P)`06.3 静力稳定度及其判据

T Mw#je%Ri`D6w0

I%`bng06.3.1 大气的静力稳定度

$] P)LU kG0 水利图书}n(@seUs5\ Q

6.3.2 海水的静力稳定度

"MWF N+^0

{e5oj1W6d+F'W0第7章 大气和海水运动的基本形态

~#Q'{(P)aHpW0

5?Q'yEYM07.1 大气环流和大洋环流水利图书,S%Y_nC _0]d

5Lc+u T VF*c2r(?07.1.1 全球性平均大气环流水利图书|'osH0TJ]*j#j

水利图书b/]Y$m \ns E

7.1.2 局地性的热力环流

Ni'H;_S!oP0 水利图书G^ m(zy%b'F A

7.1.3 大洋环流

kGLyAY#Ln3j0 水利图书+ki!E-k;qhlC+PX

7.2 涡旋运动

"Uz,uB)Bw"skt1L0

i:{J~LT07.2.1 大气中的涡旋运动水利图书5k"Fo6_J!?,z5Z!p

FN7[9V9P F+D(K07.2.2 海洋中的涡旋运动水利图书]C.\L.M

水利图书_ c^s8c

7.3 波动

~9C4k:\%X?0 水利图书D {%j$x$d't5lX

7.3.1 重力波水利图书{8D0`/Y*V4~

水利图书!B LR(w%lcW_sJX

7.3.2 罗斯贝波

oB^j#h8C0

+x_;QlF}07.4 垂直运动和对流水利图书@ T:pQ W

水利图书 @%cqV g"l.d

7.4.1 大气中的垂直运动水利图书L+Raz]8o1~

-f X2F2P3I.R:i[07.4.2 海洋中的垂直运动水利图书@e"IU2XA,b@

*l$T9~t-ZJ(_+}07.5 湍流水利图书!S7LeH+p

l7El#E-Ec,f07.6 潮汐运动水利图书"b-\0F C a V

4y"A5E.I&vz1s$d#S(G0第8章 大气和海洋动力学简介水利图书W,bwn$D%z

水利图书&Zm&nQ zdns*bz

8.1 大气和海水所受的力和运动方程

w:HW0G{ C3@"ieB0

1F8`,_OE:iu08.1.1 球坐标系和局地坐标系水利图书/l;L&z&k1y!LF

水利图书x*? n*WDgP|

8.1.2 大气和海水运动所受的力及其在局地坐标系中的表达形式水利图书6B1dxH$mDj

o}8y0F7JPQ.?I08.1.3 旋转地球上大气和海水的运动方程水利图书6j \Xxgi mm

&k`b!t,GY%`08.2 大气和海洋中的平衡运动

/k;q6q2fk0 水利图书}3a!VT3?&_0{R/c

8.2.1 地转风和地转流

0c B,HWMm@0 水利图书 J G!o7`Eon5V5U

8.2.2 梯度风、旋衡风和摩擦风水利图书.@#evj{l

(u4S0e pBpB._08.2.3 风生海流

6FMn+{1ZO0 水利图书+H@3M3ej1s%K

8.3 大气和海洋动力方程组

YsbH1}"H:Y0

8T#p@n.xq6M08.3.1 连续方程和散度水利图书4Q"[9Sk8n(C0T

0c6Q\Qu [t?08.3.2 大气和海洋动力方程组

'x5}0] npG{n1|0

&b"x8d,kL0第9章 天气预报的原理和方法水利图书-}els2lq&Q7Qs

水利图书u*n |jE4D

9.1 天气学方法

U i3Rv5WZN B0E0w#X-I0 水利图书&L0I){$}G&RDy&dI

9.1.1 天气图

;ep U)W ^7d'aOqDE5^0

v7G IGj wz09.1.2 天气系统水利图书 W1w+NpDhC

W:N6n^+V7h [09.1.3 诊断分析

m2d5F~&g8`9n;^m#M9D/}^ f0

o8T8o,E |09.1.4 天气形势预报和气象要素预报水利图书,W oFq5h;[j

%z%L't0h k\ I09.2 数值预报方法

4sLQS0qs8e0

3V%n,lN TB Z09.3 统计预报方法水利图书(sj$GZ#mL.l*d

Z5oT0B*p6E09.4 动力-统计预报

7^:Vh)BH{ RN1[0

9_.}0G7P%m09.5 卫星、雷达探测资料的应用水利图书$K#H]?V6i

水利图书!SC'{-_*Hu$?h Rd

9.5.1 气象卫星探测资料的应用水利图书!@ {(if YT

"`6qE:sYm Y cR09.5.2 雷达探测资料的应用水利图书%~6{\*EToT4V

水利图书j2x7GW s4d ul@5s

9.6 天气预报业务现代化系统简介

PFCM:humBX0 水利图书7oNrf/TA'^

第10章 海-气相互作用和气候异常

asx.b?%w3MQ7er0

.o6oX v/h/Ue9?010.1 海-气的相互作用

Kxk kH5p0

N/B'^XgR(\4T_6F010.1.1 热带海洋与低纬大气环流的相互作用水利图书d4\9H(^o}0e

水利图书l$Q c.^fSs

10.1.2 热带海温异常对中纬度环流的影响

;g/BLp4Qh0 水利图书PBc-H9ffp6aW5OT z#k

10.2 厄尔尼诺与南方涛动

`8Va;m:m`7X0

4Kl x9oY l$Q'w [010.2.1 厄尔尼诺的确定水利图书3g]A[8Oj

水利图书(U9X"|+Z$Pi)L'W\

10.2.2 厄尔尼诺发生的频率、持续时间和强度水利图书o F6Wo4k:jSS ?

x _j!u;Z {vS&{010.2.3 ENSO事件的发展过程水利图书6Vu+B2A9O7ev

水利图书2k+`1Q-_ I

10.2 ENSO事件的成因水利图书&Y6q#gWI ]$K

/U'R(?G5mn.vwK | u010.2.5 ENSO与中纬度大气环流

C\7Ic@0 水利图书z)|Tw ~x

10.3 海-气相互作用过程的数值模拟和气候预测模式

[5}&q u0NQ0x0

S:j&E*E[w2`&\0第11章 全球环境的三大问题

U|/hBt]v0

$]"d5K)}kxx*E { \011.1 “空中死神”——酸雨水利图书+r?]Qd

-J ~,vlU7l-z011.1.1 全球酸雨的状况

e+HS h$HG6b+r0

+?h1HV,^G CT D011.1.2 污染物的输送和扩散规律的研究水利图书N4]I7R2[y

水利图书7{!a(@6O P&Cv3_m

11.1.3 控制酸雨的根本措施水利图书N8Ie Vg7d&`^

水利图书:x8X&J/w'k&r|

11.2 臭氧层的破坏和臭氧洞

E e:i!LZ0

Q$q+d;{#S'g+]011.2.1 臭氧层的破坏,臭氧洞和臭氧低值中心

"l!f)OmL#O0

TePOi5B011.2.2 臭氧洞的形成原因

;U y;F$}6^Z%P K0|o0 水利图书N { l(~xG/e"_i

11.2.3 臭氧层被破坏对气候的影响水利图书;V0SD%t(T

水利图书?j(jA P!P/a2Di!^

11.2.4 关于蒙特利尔条约水利图书wW2_2R3Q5w!t u

水利图书 PbL$]kvw"b

11.3 温室效应和全球变暖

u%M+Y|"~9uji{0

fp \eo011.3.1 全球变暖的发展趋势

x.pL3qfd-f R*z8M0 水利图书Wo5R)O7K

11.3.2 关于《京都议定书》

?*DWrRt"T0 水利图书+ZEn'I;G:zHR

主要参考文献水利图书Hg'M4L%ly3sZ

水利图书*Ej(T/Ag}

书摘插图水利图书*G;Qy&D_I7r(x4Qu,H

Xf5]&M_ g*C w!UxN0第1章 绪论

)czf}/]_m0 水利图书Stefi"`G5Lk"Z6[6l

  1.1 地球的圈层,大气圈和水圈

!R [g$k~0 水利图书+M'?~uQ

地球是一个由不同物质组成的、呈若干同心圈层构造的球体。以固体地面为界,可以将它分为内圈和外圈两大部分。内圈包括岩石圈和地核,外圈包括大气圈、水圈和生物圈。本课程主要讨论大气圈和水圈。

(BoVMV0

^Vc/M5cH@]0  1.1.1 大气圈和水圈的概况水利图书#yuh/b;I

水利图书*k\7{Jq/o%U6^6[

大气圈的厚度从地面或海面向上到大气顶,约为2 500~3 000 km。但是事实上大气质量的73.9%集中在10 km以下,98.81%集中在30 km以下,99.92%集中在50 km以下的气层中,所以相对于地球而言它只是薄薄的一层。

4p:l_C1^#^l0 水利图书9U)Xb5sR4wZuG

水圈包括海洋、江河湖泊、陆地上的冰雪、地下水以及大气中的水汽和液态水等,以海洋为主。地球表面积为510×106 km2,其中海洋面积为362×106 km2,约占地球表面积的71%,相当于陆地面积的2.5倍。它在南北半球分布不均匀,北半球海洋占60.7%,陆地占39.3%,南半球海洋占80.9%,陆地占19.1%。海陆分布如图1.1(见彩页工)所示。

1yH#B+Xs?Isf2p0

C+V@$`,DB\@F0通常把世界大洋分成四大部分,即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。四大洋的划分如下:

g6pIB)T [0

jOy"xy3[3|r0太平洋:北至白令海峡,东到通过合恩角的经线(68°W),西边沿马来半岛,经苏门答腊、爪哇、帝汶至澳大利亚的伦敦德里角,再沿147。EN南极。水利图书+Ym ir1Ms9bK

水利图书y^^,\}K spvg

大西洋:北边沿格陵兰经冰岛和法罗群岛到苏格兰,西边以通过合恩角的经线(68°W)与太平洋分界,东边在通过非洲厄加勒斯角的经线(20。E)与印度洋交界。水利图书(C;G d+V)aMV.`Vt

8B/I6r5t s h(c7`-T0  ……

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