本书聚焦于海洋与大气相互作用中的核心动力机制,从基本方程组出发,全面而系统地介绍了气候系统中的多种大气-海洋耦合现象。内容涉及季风、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、跨热带三大洋(太平洋、大西洋和印度洋)的主要异常模态、热带与热带外的相互作用以及全球变暖背景下的区域气候变化。通过大量插图和通俗浅显的叙述,辅以经典文献中的关键方程,本书旨在满足不同层次读者对大气-海洋耦合动力学研究前沿的了解需求。书籍的编排参考了作者25余年的教学实践经验,既能够作为教材单独使用,也可以作为大气科学、海洋动力学等专业相关课程的参考资料。
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在包括Nature Geoscience等刊物上发表论文50余篇
第1章引言1
1.1海洋在气候中的作用2
1.2气候热点新闻6
1.3基本原理8
1.4环流模式(GCM)13
1.5统计学方法14
第2章能量平衡与能量传输17
2.1行星能量平衡和温室效应17
2.2辐射能量差额和能量传输20
2.3海洋热输送21
2.4大气能量传输27
习题34
第3章热带对流和行星尺度环流36
3.1水汽收支38
3.2海表温度对大气对流的影响40
3.3对流潜热释放42
3.4赤道波动44
3.5行星尺度环流51
3.6弱温度梯度和对流阈值57
3.7展望59
习题59
第4章马登-朱利安振荡61
4.1对流耦合波61
4.2马登-朱利安振荡(MJO)67
4.3水汽模态理论78
习题79
第5章夏季风81
5.1南 亚季风83
5.2东亚季风94
5.3亚洲季风系统99
5.4西非季风102
5.5北美季风106
5.6全球季风108
5.7讨论109
习题110
第6章副热带气候:信风和低云111
6.1信风气 候112
6.2云状态过渡115
6.3气候反馈119
6.4加利福尼亚气候123
习题130
第7章赤道海洋学132
7.1动力模型132
7.2风应力驱动下的海洋响应139
7.3混合层热收支146
习题149
第8章耦合反馈和热带气候学151
8.1经向不对称性151
8.2赤道冷舌与沃克环流158
8.3赤道年周期160
习题169
第9章厄尔尼诺、南方涛动及全球影响170
9.11997~1998年厄尔尼诺事件173
9.2比耶克内斯反馈177
9.3振荡机制180
9.4生命周期183
9.5全球影响191
9.6西风带中的正压定常波193
9.7季节预报198
9.8总结200
习题201
第10章热带大西洋变率203
10.1季节循环203
10.2纬向模态:大西洋尼诺207
10.3经向模态209
10.4与太平洋的相互作用212
10.5对热带气旋的调制作用217
10.6总结223
习题224
第11章印度洋变率226
11.1季节循环227
11.2纬向模态:印度洋偶极子229
11.3海盆模态232
11.4ENSO次年夏季电容器效应236
11.5亚洲夏季风变率244
11.6理论整合246
习题248
第12章热带外变率及其对热带的影响249
12.1大气内部变率250
12.2SST的大气强迫:滞后相关诊断分析252
12.3海洋动力效应259
12.4热带外对热带气候的影响265
12.5深层经向翻转环流269
12.6总结273
习题274
第13章全球变暖:热力学效应276
13.1气候反馈分析279
13.2全球变暖停滞283
13.3热力学效应下的显著大气变化289
13.4副热带海洋环流的表层加速296
13.5讨论297
习题298
第14章区域气候变化300
14.1热带降雨变化的区域空间分布型300
14.2SST空间型动力学303
14.3大气环流变化引起的区域气候变化不确定性309
14.4海洋热吸收312
14.5气溶胶效应315
14.6历史气候变化321
14.7总结322
习题324
结语326
参考文献329