由Holton教授和Hakim教授编著的《动力气象学引论》是大气科学专业的经典教科书。本书全面、系统地阐述了动力气象学的基本概念和基本理论，从理论上深入探讨了大气环流、天气系统和其他大气运动的演变规律，同时还讨论了一些动力气象学领域的新进展。本书物理概念明晰，数学推导严谨，叙述准确明了，注重理论与实际的结合与联系。 本书既可以作为高等院校大气科学专业及相关专业的本科生和研究生教材，也可作为气象、水文、海洋、环境等部门科研和业务人员的参考用书。
James R. Holton（詹姆斯 · 霍顿）美国华盛顿大气科学专业教授、动力气象领域知名专家，著作《动力气象学引论》作者。他在华盛顿大学执教38年，获得过大气科学领域几乎所有的知名奖项，是美国国家科学技术委员会的成员。为了纪念他，美国地球物理联合会还以他的名字命名了一个奖项—— James R. Holton奖。
段明铿，男，南京信息工程大学副教授，长期从事大气动力学和数值天气预报方面的研究，主要包括：1）大气环流异常与区域气候变化；2）大气随机动力学研究，主要围绕米兰科维奇天文气候理论，利用随机共振原理，使用理论气候模式，分析随机扰动在地球气候系统10万、4万和2万年周期变化中的作用。大气随机动力学是大气科学领域新的研究方向，目前国内外在这方面的研究才刚刚起步；3）数值天气预报，侧重于集合预报有关研究，包括预报不一致性分析、集合预报产品研发，以及集合预报结果的检验和评价等。
目 录
第1章 引言 1
1.1 动力气象学 1
1.2 动量守恒 3
1.3 非惯性参考系和“视示”力 7
1.4 静态大气的结构 14
1.5 运动学 18
1.6 尺度分析 19
推荐参考文献 20
习题 21
MATLAB练习题 22
第2章 基本守恒定律 24
2.1 全导数 24
2.2 旋转坐标系中动量方程的矢量形式 27
2.3 球坐标系中的分量方程 28
2.4 运动方程的尺度分析 31
2.5 连续方程 35
2.6 热力学方程 38
2.7 干空气热力学 41
2.8 布辛涅斯克近似 44
2.9 湿空气热力学 45
2.9.1 相当位温 46
推荐参考文献 50
习题 50
MATLAB练习题 51
第3章 基本方程组的初步应用 52
3.1 P坐标系中的基本方程组 52
3.2 平衡流 54
3.3 轨迹和流线 61
3.4 热成风 63
3.5 垂直运动 66
3.6 地面气压倾向 68
习题 70
MATLAB练习题 72
第4章 环流、涡度和位涡 74
4.1 环流定理 74
4.2 涡度 78
4.3 涡度方程 81
4.4 位涡 85
4.5 浅水方程 89
4.6 等熵坐标系中的ERTEL位涡 93
推荐参考文献 95
习题 96
MATLAB练习题 97
第5章 大气波动——线性扰动理论 99
5.1 微扰动方法 99
5.2 波动的属性 100
5.3 简单波动类型 106
5.4 重力惯性（浮力）波 112
5.5 旋转层结大气中的线性波动 116
5.6 地转适应 121
5.7 罗斯贝波 123
推荐参考文献 128
习题 128
MATLAB练习题 129
第6章 准地转分析 132
6.1 中纬度地区大气环流的观测结构 132
6.2 准地转方程组的推导 139
6.3 准地转方程组的位涡推导 141
6.4 位涡思想 144
6.5 垂直运动（W）思想 153
6.6 斜压扰动的理想化模型 158
6.7 P坐标系中的准地转方程组 160
推荐参考文献 161
习题 162
MATLAB习题 163
第7章 斜压发展 165
7.1 静力不稳定性 165
7.2 正交模斜压不稳定性：两层模式 167
7.3 斜压波能量学 175
7.4 连续层结大气的斜压不稳定性 182
7.5 中性波的增长和传播 190
推荐参考文献 195
习题 195
MATLAB练习题 196
第8章 行星边界层 198
8.1 大气湍流 198
8.2 湍流动能 200
8.3 行星边界层动量方程组 202
8.4 二级环流与旋转减弱 209
推荐参考文献 213
习题 213
MATLAB练习题 214
第9章 中尺度环流 216
9.1 中尺度环流的能量来源 216
9.2 锋和锋生 217
9.3 对称斜压不稳定 224
9.4 地形波 228
9.5 积云对流 234
9.6 对流风暴 237
9.7 飓风 242
推荐参考文献 249
习题 249
MATLAB练习题 250
第10章 大气环流 252
10.1 问题的本质 253
10.2 纬向平均环流 254
10.3 角动量收支 265
10.4 洛伦兹能量循环 271
10.5 时间平均气流的纬向变化 275
10.6 低频变化 279
10.7 大气环流的数值模拟 284
10.8 气候敏感性、反馈与不确定性 286
推荐参考文献 289
习题 289
MATLAB练习题 290
第11章 热带大气动力学 291
11.1 大尺度热带环流的观测结构 292
11.2 大尺度热带运动的尺度分析 303
11.3 凝结加热 307
11.4 赤道波动理论 309
11.5 稳定受迫赤道运动 314
推荐参考文献 315
习题 316
MATLAB练习题 317
第12章 中层大气动力学 319
12.1 中层大气的结构与环流 320
12.2 中层大气的纬向平均环流 322
12.3 垂直传播的行星波 329
12.4 平流层爆发性增温 332
12.5 赤道平流层中的波动 336
12.6 准两年振荡 341
12.7 示踪成分的输送 344
推荐参考文献 348
习题 348
MATLAB练习题 349
第13章 数值模拟与预报 351
13.1 历史背景 351
13.2 运动方程组的数值近似 352
13.3 正压涡度方程的有限差分形式 359
13.4 谱方法 361
13.5 原始方程模式 366
13.6 资料同化 368
13.7 可预报性与集合预报 373
推荐参考文献 377
习题 377
MATLAB练习题 378
附录A 常用的常数和参数 381
附录B 符号列表 382
附录C 矢量分析 386
附录D 湿度变量 389
附录E 标准大气数据 391
附录F 对称斜压振荡 393
附录G 条件概率与似然 394
参考文献 391
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