Л. Т. Матвеев
Курс общей метеорологии
Физика атмосферы

Глава 1. Состав и уравнение состояния атмосферного воздуха

1. Состав воздуха вблизи земной поверхности

2. Состав воздуха в более высоких слоях атмосферы

3. Уравнение состояния сухого воздуха

4. Уравнение состояния влажного воздуха

5. Характеристики влажности воздуха и связь между ними

Глава 2. Строение атмосферы

1. Основные сведения о Земле как планете

2. Принципы деления атмосферы на слои. Краткие сведения о методах исследования атмосферы

3. Тропосфера, стратосфера и мезосфера

4. Понятие о воздушных массах и фронтах

5. Атмосферный озон

Глава 3. Статика атмосферы

1. Силы, действующие в атмосфере в состоянии равновесия

2. Основное уравнение статики атмосферы

3. Барометрические формулы

4. Барическая ступень

5. Вертикальный масштаб атмосферы

6. Геопотенциал. Абсолютная и относительная высота изобарических поверхностей

7. Суточный ход давления

Глава 4. Термодинамика атмосферы

1. Первое начало термодинамики применительно к атмосфере

2. Адиабатический процесс

3. Сухоадиабатический градиент

4. Потенциальная температура

5. Критерии устойчивости атмосферы на основе метода частицы

6. Изменение потенциальной температуры с высотой при различных видах стратификации атмосферы

7. Адиабатические процессы во влажном ненасыщенном воздухе

8. Влажноадиабатические процессы

9. Уравнение первого начала термодинамики для влажноадиабатического процесса

10. Термодинамические графики

11. Анализ состояния атмосферы с помощью термодинамических графиков

12. Стратификация атмосферы по отношению к влажноадиабатическому и сухоадиабатическому движению частицы

13. Метод слоя

Глава 5. Солнечная радиация

1. Основные законы излучения

2. Солнце и солнечная постоянная

3. Распределение солнечной радиации по земному шару при отсутствии атмосферы

Глава 6. Ослабление солнечной радиации

1. Поглощение солнечной радиации в атмосфере Земли

2. Рассеяние солнечной радиации в атмосфере

3. Законы ослабления солнечной радиации в земной атмосфере

4. Прямая солнечная радиация

5. Рассеянная радиация

6. Суммарная радиация

7. Альбедо

Глава 7. Излучение Земли и атмосферы

1. Излучение земной поверхности

2. Излучение атмосферы

3. Полуэмпирические формулы для излучения атмосферы и эффективного излучения земной поверхности

4. Влияние облачности на встречное и эффективное излучение

5. Суточный и годовой ход эффективного излучения

Глава 8. Радиационный баланс земной поверхности и атмосферы

1. Радиационный баланс земной поверхности

2. Радиационный баланс атмосферы и системы земная поверхность — атмосфера

Глава 9. Турбулентное состояние атмосферы. Приземный слой

1. Ламинарное и турбулентное состояние атмосферы

2. Простейшие характеристики турбулентности

3. Конвективный и турбулентный потоки тепла

4. Уравнение притока тепла в турбулентной атмосфере

5. Определение и высота приземного слоя

6. Распределение температуры по высоте в приземном слое. Логарифмический закон

7. Методика расчета турбулентных потоков тепла по данным градиентных наблюдений

Глава 10. Суточный ход температуры воздуха в пограничном слое атмосферы

1. Экспериментальные данные

2. Распределение температуры воздуха по высоте в пограничном слое атмосферы

3. Теория суточного хода температуры воздуха в пограничном слое атмосферы

4. О роли радиационных притоков тепла в пограничном слое атмосферы

5. Ночное понижение температуры. Заморозки

Глава 11. Взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью (сушей и водой)

1. Уравнение теплопроводности почвы

2. Уравнение теплового баланса земной поверхности

3. Взаимодействие атмосферы с деятельным слоем. Температура земной поверхности

4. Вертикальное распределение температуры почв. Роль растительного и снежного покрова

5. Суточные и годовые колебания температуры воды в морях и крупных водоемах

Глава 12. Термический режим тропосферы, стратосферы и мезосферы

1. Распределение температуры в тропосфере и нижней стратосфере

2. Термический режим стратосферы и мезосферы по ракетным данным

3. Влияние материков и океанов на распределение температуры в атмосфере

4. Периодические изменения температуры воздуха в тропосфере и стратосфере

5. Непериодические изменения температуры в различных слоях атмосферы

6. Стратосферные потепления

7. Особенности термического режима Арктики и Антарктики

Глава 13. Общие условия фазовых переходов воды в атмосфере

1. Физические свойства льда, воды и водяного пара

2. Зависимость скрытой теплоты фазового перехода и давления насыщении от температуры

3. Другие факторы, влияющие на давление насыщения

4. Ядра конденсации

Глава 14. Влажность воздуха

1. Уравнение переноса водяного пара в турбулентной атмосфере

2. Распределение характеристик влажности по высоте в приземном слое

3. Распределение влажности в тропосфере и стратосфере

4. Распределение и суточный ход характеристик влажности в пограничном слое атмосферы

5. Испарение

6. Круговорот воды на Земле

Глава 15. Переохлаждение и замерзание воды в атмосфере

1. Понятие о равновесном и метастабильном состоянии

2. Основы теории образования кристаллов льда в атмосфере

3. Особенности самопроизвольного (спонтанного) образования ледяных зародышей в переохлажденной воде

4. Естественная кристаллизация облаков и туманов

Глава 16. Туманы

1. Физические условия образования и классификация туманов

2. Физические характеристики туманов

3. Модели образования и строения туманов

4. Роль смешения масс воздуха в образовании туманов

Глава 17. Облака

1. Конвективные вертикальные движения. Кучевообразные (конвективные) облака

2. Волновые движения атмосферы. Волнистообразные облака

3. Динамика формирования слоистообразных облаков

4. Влияние вертикальных токов, турбулентного обмена и радиации на профиль температуры

5. Статистические данные о слоистообразных и волнистообразных облаках

6. Основные результаты исследования облачных систем с помощью спутников

7. Глобальное поле облачности

8. Фазовое состояние облаков

Глава 18. Осадки

1. Классификации осадков

2. Процессы укрупнения облачных элементов и образования осадков

3. Скорость падения твердых и жидких частиц в атмосфере

4. Коэффициент соударения (захвата)

5. Теория испарения и роста капель под влиянием конденсации

6. Распределение капель облаков и осадков по размерам

7. Рост капель облаков и осадков под влиянием гравитационной коагуляции

8. Роль твердой фазы в образовании осадков. Формирование града

9. Влияние других факторов на коагуляцию капель

10. Наземная конденсация и осадки

11. Активные воздействия на облака и туманы

Глава 19. Уравнения движения атмосферы. Основные уравнения метеорологии

1. Силы, действующие в атмосфере

2. Уравнения движения турбулентной атмосферы

Глава 20. Движение свободной атмосферы

1. Геострофический ветер

2. Изменение геострофического ветра с высотой

3. Градиентный ветер в циклонах и антициклонах

4. Уравнение переноса вихря скорости движения

5. Особенности глобального распределения скорости ветра в атмосфере

6. Струйные течения

7. Длинные волны

8. Тропические циклоны

9. О роли крупномасштабных вертикальных движений в возникновении конвекции в атмосфере

10. Вертикальные скорости и притоки тепла в тропической зоне

Глава 21. Особенности движения воздуха в пограничном слое атмосферы

1. Ветер в пограничном слое атмосферы

2. Приземный слой. Логарифмический закон распределения скорости ветра с высотой

3. Суточный ход скорости ветра в пограничном слое атмосферы

4. Вертикальные токи в пограничном слое атмосферы

5. Местные ветры

6. Закономерности распределения метеорологических величин в приземном слое атмосферы на основе теории подобия и размерности

7. Смерчи и пыльные бури

Глава 22. Оптика атмосферы

1. Яркость, поляризация и форма небесного свода

2. Освещенность земной поверхности

3. Видимость в атмосфере

4. Оптические явления в облаках и осадках

5. Рефракция света в атмосфере

6. Оптические характеристики облаков, туманов и осадков

7. Загрязнение атмосферы, видимость, дымки, смоги и туманы в больших городах

Глава 23. Атмосферное электричество

1. Ионизация атмосферы

2. Электрическое поле тропосферы

3. Механизм образования электрических зарядов в грозовых облаках

4. Электрическое поле и условия возникновения молний в грозовых облаках

Список литературы

Предметный указатель