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第一章 描写大气运动的基本方程组9

1.1 全导数和局地导数10

1.2 旋转参考系中运动方程的矢量形式13

1.3 质量守恒定律——连续方程23

1.4 状态方程、热力学能量方程、水汽方程26

1.5 球坐标系中基本方程组32

1.6 局地直角坐标系中基本方程组43

1.7 闭合运动方程组，初始条件和边界条件45

第二章 尺度分析与基本方程组的简化48

2.1 尺度概念，大气运动的尺度分类49

2.2 基本方程组的尺度分析54

2.3 无量纲方程，动力学参数67

2.4 β平面近似71

2.5 静力平衡大气，p坐标系72

第三章 自由大气中平衡流场86

3.1 自然坐标系86

3.2 平衡流场的基本型式与性质93

3.3 地转风随高度的变化、热成风102

3.4 地转偏差106

4.1 环流与环流定理109

第四章 环流定理、涡度方程和散度方程109

4.2 涡度与涡度矢量方程116

4.3 泰勒-普劳德曼定理119

4-4 铅直涡度方程120

4.5 p坐标系中的涡度方程和散度方程126

4.6 位势涡度方程130

第五章 大气行星边界层137

5.1 大气运动的湍流特性和平均运动方程组138

5.2 大气行星边界层及其特征146

5.3 属性的湍流输送通量及其参数化148

5.4 湍流运动发展的判据152

5.5 近地面层风随高度的分布156

5.6 埃克曼层风随高度的分布160

5.7 埃克曼抽吸与旋转减弱170

第六章 大气能量学176

6.1 大气能量的主要形式176

6.2 大气能量方程179

6.3 静力平衡条件下大气中的能量转换185

6.4 有效位能194

6.5 大气中动能的消耗198

6.6 实际大气中的能量循环200

6.7 能量的转换过程206

第七章 大气中的基本波动211

7.1 波动的基本概念212

7.2 微扰动法，基本方程组的线性化223

7.3 声波和拉姆(Lamb)波226

7.4 重力外波，重力惯性外波234

7.5 重力内波，惯性内波，重力惯性内波241

7.6 罗斯贝波255

7.7 “噪音”与滤波258

第八章 波包、群速与能量的传播266

8.1 摄动法与多尺度方法267

8.2 波包的传播，群速276

8.3 罗斯贝波的频散，上游效应285

8.4 非均匀波动，波作用量守恒293

8.5 球面上罗斯贝波的经向频散，大圆理论301

第九章 地转适应过程与准地转演变过程307

9.1 大尺度运动过程的阶段性308

9.2 正压大气中的地转适应过程310

9.3 斜压大气中的地转适应过程324

9.4 准地转运动的分类330

9.5 准地转运动方程组335

9.6 准地转位势倾向方程与ω方程344

9.7 Q矢量，非热成风产生的二级环流的诊断353

第十章 大气运动的稳定性理论358

10.1 流体动力学稳定性概念358

10.2 惯性不稳定360

10.3 开尔文-赫姆霍兹不稳定362

10.4 正压不稳定366

10.5 斜压不稳定370

第十一章 低纬度热带大气动力学378

11.1 热带运动系统概述378

11.2 热带大气运动的尺度分析381

11.3 热带扰动的生成与发展389

11.4 台风的结构及其发展397

11.5 热带行星尺度波动409

第十二章 非线性动力学基础415

12.1 低阶动力学系统的轨迹特征及其稳定性416

12.2 正压涡度方程的截谱模式与指数循环430

12.3 Lorenz系统435

12.4 非线性波动性质简述442

附录一 物理常数449

附录二 符号表450