本教科書為研究生、研究人員和專業人士提供了
關於天氣和氣候預測綜合而易懂的論述。針對大氣模
式的使用，講授其優點、缺陷和最佳實踐，對在各個
方面應用模式的學者們來說是本理想的書籍。書中描
述了不同的數值方法、資料同化、集合方法、可預報
性、陸面模擬、氣候模擬和降尺度、計算流體動力模
式、基於模式研究的試驗設計、檢驗方法、業務預報
，以及空氣質量模式和洪水預報等專業應用。本書基
於作者在賓夕法尼亞州立大學和科羅拉多大學30多年
所教授的課程，也得益於作者在美國國家大氣研究中
心(NCAR)的模式實踐經歷。
托馬斯·湯姆金斯·沃納編著的《數值天氣和氣
候預測》將滿足在研究和業務應用中需要了解大氣模
式的人士，適合作為天氣和氣候預測分支學科的教科
書，也可作為具有大氣科學、氣像學、氣候學、環境
科學、地理學及地球物理流體力學／動力學等研究背
景的專業人士作為參考用書。

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中文版序一
中文版序二
中文版序三
中文版序四
譯者前言
原版前言
縮略詞一覽表
主要符號
第1章 引言
第2章 大氣控制方程組
2.1 基本方程
2.2 雷諾方程：分離不可分辨的湍流效應
2.3 方程組的近似
第3章 方程組的數值求解
3.1 基本概念綜述
3.2 數值框架
3.3 有限差分方法
3.4 數值近似的影響
3.5 側邊界條件
3.6 上邊界條件
3.7 守恆問題
3.8 模式建立過程的實用小結
第4章 物理過程參數化
4.1 背景
4.2 雲微物理參數化
4.3 對流參數化
4.4 湍流或邊界層參數化
4.5 輻射參數化
4.6 隨機參數化
4.7 雲量或雲蓋參數化
第5章 表面過程模擬
5.1 背景
5.2 須模擬的陸面過程
5.3 須模擬的海洋或湖水過程
5.4 陸地表層和次表層過程模擬
5.5 水面表層和次表層過程模擬
5.6 地形強迫
5.7 城市冠層模擬
5.8 表征地表屬性的資料集
第6章 模式初始化
6.1 背景
6.2 用於模式初始化的觀測
6.3 連續與間歇同化方法
6.4 模式初始調整(spinup)
6.5 資料同化的統計框架
6.6 逐步訂正法
6.7 統計插值(*優插值)
6.8 三維變分分析
6.9 非*熱初始化方法
6.10 初始條件中的動力平衡
6.11 **資料同化方法
6.12混合資料同化方法
6.13理想條件下的初始化
第7章 集合預報
7.1 背景
7.2 集合平均和集合離差
7.3 不確定性來源及集合成員的定義
7.4 集合預報的解釋和檢驗
7.5 集合校正
7.6 時間滯後集合
7.7 有限區域短期集合預報
7.8 集合產品的圖形顯示
7，9集合預報的經濟效益
第8章 可預報性
8.1 背景
8.2 模式誤差和初值誤差
8.3 陸面強迫對可預報性的影響
8.4 預報性差異的原因
8.5 有限區域中尺度模式中可預報性的特殊考慮
8.6 可預報性及模式改進
8.7 後處理對可預報性的影響
第9章 檢驗方法
9.1 背景
9.2 常用模式檢驗指標
9.3 參考預報及其應用
9.4 真值數據集：觀測資料與基於觀測的分析資料
9.5 特殊因素的考慮
9.6 基於概率分布函數的檢驗
9.7 基於天氣型態、特定時刻與季節的檢驗
9.8 基於特征、事件、目標的檢驗
9.9 基於大氣特征尺度的檢驗
9.10 基於模式回報的檢驗
9.11 基於預報經濟價值的檢驗
9.12 合理檢驗指標的選擇
9.13 模式檢驗軟件工具包
9.14 用於模式檢驗的觀測資料
**0章 模式研究中的試驗設計
10.1 物理過程分析的個例研究
10.2 觀測繫統模擬試驗
10.3 觀測繫統試驗
10.4 BB-LB試驗
10.5 再預報
10.6 敏感性研究
10.7 預報技巧研究
10.8 使用人造初始條件的模擬
10.9 使用降維和簡化物理過程的模式
10.10 氣像觀測資料源
**1章 模式輸出的分析技術
11.1 背景
11.2 顯示和解釋模式輸出和觀測資料的圖形方法
11.3 分析模式變量場結構的數學方法
11.4 導出量的計算
11.5 能量學分析
**2章 業務數值預報
12.1 背景
12.2 模式可信度
12.3 業務有限區域模式的考慮
12.4 計算速度
12.5 後處理
12.6 實時檢驗
12.7 模式升級與研發的管理
12.8 預報過程中模式和預報員的相對作用
**3章 模式輸出的統計後處理
13.1 背景
13.2 繫統誤差的去除
13.3 天氣發生器
13.4 降尺度法
**4章 耦合的專業應用模式
14.1 背景
14.2 浪高
14.3 流行性疾病
14.4 河流流量和洪水
14.5 氣體與顆粒的傳輸、擴散和化學變化
14.6 交通安全與效率
14.7 電磁波與聲波的傳播
14.8 林火概率與林火活動
14.9 能源工業
14.10 農業
14.11 軍事應用
**5章 計算流體力學模式
15.1 背景
15.2 CFD模式的種類
15.3 中尺度模式與LES模式的尺度區別
15.4 CFD模式與中尺度模式的耦合
15.5 CFD模式的應用示例
15.6 CFD模式的算法近似
**6章 氣候模擬和降尺度
16.1 **氣候預測
16.2 當今**氣候的再分析
16.3 氣候降尺度
16.4 模擬人為地貌變化的氣候影響
附錄 簡單淺水方程代碼結構和試驗的建議
參考文獻

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