Динамика атмосферы и океана. В двух томах

Систематическое исчерпывающее изложение с математической и физической точек зрения актуального направления современной геофизики, принадлежащее известному английскому ученому. Строгая математическая формулировка задач сочетается с глубоким физическим анализом явлений.
В первом томе изложены классические результаты гидродинамики с точки зрения приложений в геофизике.
Во втором томе рассматриваются специфические задачи динамики системы океан — атмосфера и методы решения современных проблем в этой области.
Для математиков — прикладников, механиков, геофизиков, метеорологов, океанологов, аспирантов и студентов вузов.

Содержание ТОМ 1
От редактора перевода
Предисловие
Глава 1. Силы, движущие систему океан — атмосфера
1.1. Введение
1.2. Количество энергии, получаемое Землей
1. 3 Модели радиационного равновесия
1.4. Парниковый эффект
1.5. Эффекты конвекции
1.6. Эффекты горизонтальных градиентов
1.7. Изменчивость в радиации, достигающей Земли
Глава 2. Перенос субстанций между атмосферой и океаном
2.1. Введение
2.2. Отличия в свойствах океана и атмосферы
2.3. Перенос импульса между воздухом и морем. Баланс момента количества движения атмосферы
2.4. Зависимость интенсивности обмена на границе вода — воздух от разности скоростей, температур и влажности
2.5. Гидрологический цикл
2.6. Тепловой баланс океана
2.7. Изменения плотности на поверхности океана и термохадинная циркуляция
Глава 3. Свойства жидкости в состоянии покоя
3.1. Уравнение состояния
3.2. Термодинамические переменные
3.3. Значения термодинамических величин для океана и атмосферы
3.4. Фазевые переходы
3.5. Баланс сил в покоящейся жидкости
3.6 Статическая устойчивость
3.7. Величины, связанные с устойчивостью
3.8. Устойчивость насыщенной атмосферы
3.9. Графическое представление вертикальных зондирований
Глава 4. Уравнения, которым удовлетворяет движущаяся жидкость
4.1. Свойства материального элемента
4.2. Уравнение сохранения массы
4.3. Балансы скалярных величин, таких, как соленость
4.4. Уравнение для внутренней энергии (или тепла)
4.5. Уравнения движения
4.6. Уравнение для механической энергии
4.7. Уравнение для полной энергии
4.8. Уравнение Бернулли
4.9. Систематические эффекты диффузии
4.10. Полный перечень основных уравнений
4.11. Граничные условия
4.12. Система координат для движений планетарного масштаба
Глава 5. Приспособление к равновесию под действием силы тяжести в невращающейся системе
5.1. Введение: приспособление к равновесию
5.2. Возмущения состояния покоя в однородной невязкой жидкости
5.3. Поверхностные гравитационные волны
5 4. Дисперсия
5.5. Приближения коротких и длинных волн
5.6. Вывод уравнений мелкой воды на основе гидростатического приближения
5.7. Энергетика движения мелкой воды
5.8. Сейши и приливы в заливах
Глава 6. Приспособление стратифицированной по плотности жидкости к действию силы тяжести
6.1. Введение
6.2. Случай двух наложенных друг на друга жидкостей различной плотности
6.3. Бароклинная мода и аппроксимация «твердой крышки»
6.4. Приспособление внутри непрерывно стратифицированной несжимаемой жидкости
6.5. Внутренние гравитационные волны
6.6. Дисперсионные эффекты
6.7. Энергетика внутренних волн
6.8. Внутренние волны, порождаемые на горизонтальной границе
6.9. Влияние изменения частоты плавучести с высотой на волны, порожденные на границе
6.10. Свободные волны при наличии границ
6.11. Волны большого горизонтального масштаба: нормальные моды
6.12. Пример эволюции к равновесию в стратифицированной жидкости
6.13. Представление решения по нормальным модам для океана
6.14. Приспособление к состоянию равновесия в стратифицированной сжимаемой жидкости
6.15. Примеры приспособления к равновесию в сжимаемой атмосфере
6.16. Слабая дисперсия импульса
6.17. Изобарические координаты
6.18. Уравнение энергии возмущения в изобарических координатах, проинтегрированное по вертикали
Глава 7. Эффекты вращения
7.1. Введение
7.2. Задача Россби о приспособлении
7.3. Переходные процессы
7.4. Возможность применения результатов к вращающейся Земле
7.5. Радиус деформации Россби
7.6. Геострофический баланс
7.7. Относительные геострофические течения: термический ветер
7.8. Доступная потенциальная энергия
7.9. Циркуляция и завихренность
77.10. Сохранение потенциальной завихренности для мелкого однород¬ного слоя
7.11. Циркуляция стратифицированной жидкости и потенциальная за-вихренность Эртеля
7.12. Возмущенные формы уравнений для завихренности в однородно вращающейся жидкости
7.13. Инициализация полей дтя схем численного прогноза
Глава 8. Гравитационные волны во вращающейся жидкости
8.1. Введение
8.2. Влияние вращения на поверхностные гравитационные волны; волны Пуанкаре
8.3. Дисперсионные свойства и энергетика волн Пуанкаре
8.4. Вертикально распространяющиеся внутренние волны во вращающейся жидкости
8.5. Поляризационные соотношения
8.6. Энергетика
8.7. Волны, генерируемые у горизонтальной границы
8.8. Волны горного рельефа
8.9. Эффекты изменения свойств с высотой
8.10. Эффекты топографии конечной амплитуды
8.11. Эффекты диссипации в верхней атмосфере
8.12. Приближение Луивилля — Грина или метод ВКБ
8.13. Взаимодействия волн
8.14. Спектр внутренних волн в океане
8.15. Волновой перенос и воздействие на средний поток
8.16. Квазигеострофический поток (f-плоскость): изаллобарический ветер

Содержание ТОМ 2
Глава 9. Вынужденное движение
9.1. Введение
9.2. Воздействие поверхностного напряжения: экмановский перенос
9.3. Инерционные колебания, возбуждаемые ветром в перемешанном слое океана
9.4. Экмановская подкачка
9.5. Придонное трение: структура скорости в пограничном слое
9.6. Ламинарный экмановский слой
9.7. Ночное струйное течение
9.8. Приливообразующие силы
9.9. Влияние колебаний атмосферного давления и ветра на баротропное движение в океане: вынужденные уравнения мелкой воды
9.10. Бароклинная реакция океана на воздействие ветра: метод нормальных мод
9.11. Реакция океана на движущийся шторм или ураган
9.12. Спиндаун за счет придонного трения
9.13. Генерация движений за счет плавучести
9.14 Реакция на стационарное воздействие: баротропный пример
9.15. Вынужденный бароклинный круговорот
9.16. Установление равновесия за счет диссипации
Глава 10. Эффекты боковых границ
10.1. Введение
10.2. Влияние вращения на сейши и приливы в узких заливах
10.3. Волны Пуанкаре в канале постоянного сечения с произвольной шириной
10.4. Волны Кельвина
10.5. Полная система мод для бесконечного канала постоянной ширины
10.6. Эффекты концевых точек: сейши и приливы в широких заливах
10.7. Приспособление к равновесию в канале
10.8. Приливы
10.9. Штормовые нагоны при открытой береговой линии: локальное решение
10.10. Движение нагонов вдоль берега: вынужденные волны Кельвина
10.11. Прибрежный апвеллинг
10.12. Шельфовые волны
10.13. Береговые захваченные волны
10.14. Восточные пограничные течения
11.1. Введение
11.2. Эффекты кривизны земной поверхности — уравнения мелкой воды на сфере
11.3. Потенциальная завихренность для мелкого однородного слоя
11.4. Экваториальная бета-плоскость
11.5. Экваториальная волна Кельвина
11.6. Другие экваториально захваченные волны
11.7. Экваториальный волновод: гравитационные волны
11.8. Планетарные волны и квазигеострофическое движение
11.9. Бароклинные движения в окрестности экватора
11.10. Экваториальные волны с вертикальным распространением
11.11. Приспособление под действием силы тяжести вблизи экватора
11.12. Нестационарные вынужденные движения
11.13. Потенциальная завихренность бароклинных движений: стационарный предел
11.14. Стационарное вынужденное движение
11.15. Циркуляция тропической атмосферы
11.16. Течения тропического океана
Глава 12. Средние широты
12.1. Введение
12.2. «beta-плоскость» средних широт
12.3. Планетарные волны
12.4. «Спин-ап» под действием ветра
12.5. Стационарная циркуляция океана
12.6. Западные пограничные течения
12.7. Вертикальное распространение планетарных волн в покоящейся среде
12.8. Нелинейное трехмерное квазигеострофическое течение
12.9. Малые возмущения зонального потока, меняющегося с широтой и по высоте
12.10. Определение вертикальных движений с помощью квазигеострофических уравнений
Глава 13. Неустойчивость, фронты, общая циркуляция
13.1. Введение
13.2. Свободные волны при наличии горизонтального градиента температуры
13.3. Бароклинная неустойчивость: задача Иди
13.4. Бароклинная неустойчивость: задача Чарни
13.5. Необходимые условия неустойчивости
13.6. Баротропная неустойчивость
13.7. Вихри в океане
13.8. Фронты
13.9. Жизненный цикл бароклинного возмущения
13.10. Общая циркуляция атмосферы
13.10.1. Введение
13.10.2. Зональная составляющая количества движения и баланс углового момента импульса
13.10.3. Баланс тепла
13.10.4. Структура циркуляции по долготе
Приложения
Литература
Предметный указатель