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目录 1

前言 1

第一章　气候系统的物理描述 1

1.1　气候系统的组成 1

1.2　气候的定义 3

1.3　气候变化的物理过程 4

1.4　气候系统对外部强迫的敏感性 6

1.5　气候演变的时空尺度 7

参考文献 8

第二章　气候系统的基本方程 9

2.1　大气运动方程组 9

2.2　海洋运动方程组 11

2.3　陆面过程的基本方程 12

2.4　海冰系统方程组 14

2.5　气候模式的分类 18

参考文献 19

第三章　辐射-对流模式 21

3.1　模式的基本原理 21

3.2　大气中辐射传输的基本特性 23

3.3　短波加热率和长波冷却率的计算 27

3.4　气候敏感性试验 29

3.5　辐射-对流-化学耦合模式 32

参考文献 35

第四章　能量平衡模式 37

4.1 零维模式 37

4.2　一维模式 40

4.3　Sellers的一维模式 44

4.4　一维季变模式 47

4.5　二维模式 48

4.6　CO2加倍的敏感性试验 53

参考文献 56

第五章　非线性能量平衡模式 58

5.1　非线性零维模式 58

5.2　非线性一维模式 61

5.3　一维模式的稳定性分析 65

5.4　小冰盖不稳定 70

5.5　非线性季变模式 71

5.6　非线性二维季变模式 74

5.7　古气候模拟 77

参考文献 81

第六章　耦合能量平衡模式 82

6.1 盒式耦合模式 82

6.2　扩散耦合模式 85

6.3　上翻-扩散耦合模式 89

6.4　水平二维上翻-扩散耦合模式 100

6.5　耦合能量平衡模式存在的问题 107

参考文献 107

7.1 朗芝万方程 109

第七章　随机气候模式 109

7.2　随机气候模式的建立 110

7.3 海气耦合随机气候模式 112

7.4　随机气候反馈模式 119

7.5　随机能量平衡模式 124

7.6 一种设想 129

参考文献 130

第八章　纬向平均动力模式 132

8.1 纬向平均模式在气候模拟中的作用 132

8.2　纬向平均模式的设计 133

8.3　气候平均场的模拟 143

8.4　气候敏感性试验 149

参考文献 150

第九章　相似-动力季节预报模式 152

9.1 长期预报为什么要动力和统计相结合 152

9.2　环流异常的时空特征与模式设计 155

9.3　相似-动力模式的基本原理 161

9.4　相似动力模式的建立 163

9.5　模式的数值求解 164

9.6　季节预报试验结果 169

9.7　模式存在的问题和改进 176

参考文献 176

第十章　利用观测资料反演气候模式 179

10.1 问题的提出 179

10.2　基本的反演方法 179

10.3 Lorenz系统的反演 181

10.4　一个简单的非线性气候模式的反演 183

10.5　进一步的讨论 184

参考文献 184