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手を動かして学ぶ気象学 数式演習110(I) ―数学/物理学の準備・基礎方程式・浅水系・重力波・地衡風―
神山 翼(著)
内容紹介
高校数学を前提に気象学を学ぶ.全2巻.I巻では基礎方程式の理解を目指す.〔内容〕地球大気の姿/数学の準備:級数・偏微分・ナブラ演算,微分方程式/物理学の準備:位置・速度・加速度と運動方程式/大気系の定式化/気象力学の基礎方程式/回転のない等密度大気:浅水系と重力波/回転のある等密度大気:ロスビー数と地衡風
編集部から
目次
1.地球大気の姿
1. 1 気象学と物理気候学
1. 2 大気の組成
1. 3 対流圏の境界条件
1. 3. 1 下部境界(海面と陸面)
1. 3. 2 上部境界(対流圏界面)
1. 4 外 部 強 制
1. 4. 1 重力
1. 4. 2 回転
1. 4. 3 潜熱・顕熱
1. 4. 4 放射
1. 4. 5 人為的強制
1. 4. 6 その他の強制
2.数学の準備 1:級数・偏微分・ナブラ演算
2. 1 テイラー級数とマクローリン級数
2. 1. 1 分 数 関 数
2. 1. 2 指数関数と双曲線関数
2. 1. 3 三 角 関 数
2. 1. 4 オイラーの公式
2. 2 多変数関数と偏微分
2. 2. 1 多変数関数
2. 2. 2 偏微分
2. 3 内積と外積
2. 3. 1 内積(スカラー積)
2. 3. 2 外積(ベクトル積)
2. 4 ナブラ演算(場の微分)
2. 4. 1 場
2. 4. 2 ナブラ
2. 4. 3 勾配 (グラディエント)
2. 4. 4 発散 (ダイバージェンス)
2. 4. 5 回転 (ローテーション)
2. 4. 6 ラプラシアン
3.数学の準備 2:微分方程式
3. 1 微分方程式とは何か
3. 2 常微分方程式
3. 2. 1 一般解と特殊解
3. 2. 2 簡単な常微分方程式の一般解
3. 2. 3 連立微分方程式
3. 3 偏微分方程式
3. 3. 1 簡単に解ける偏微分方程式
3. 3. 2 1次元の波動方程式
3. 3. 3 多次元の波動方程式
4.物理学の準備:位置・速度・加速度と運動方程式
4. 1 位置・速度と微分
4. 2 加速度
4. 3 微分方程式の利用
4. 4 2次元ベクトルと放物運動
4. 5 運動方程式
4. 6 力の例
4. 6. 1 重力
4. 6. 2 空気抵抗力
5.大気系の定式化
5. 1 大気海洋科学における座標のとり方
5. 2 大気を記述する変数
5. 2. 1 東西風,南北風,鉛直流
5. 2. 2 密度,気圧,気温
5. 3 オイラー的描像とラグランジュ的描像
5. 4 保存量と移流
5. 5 現象のスケーリング
5. 5. 1 スケールの見積もり
5. 5. 2 無 次 元 数
6.気象力学の基礎方程式
6. 1 気象力学の基礎方程式
6. 2 運動方程式
6. 3 質量保存則(連続の式)
6. 4 熱力学の第一法則
6. 5 理想気体の状態方程式
6. 6 定圧比熱とマイヤーの関係
6. 7 基礎方程式の温位表示
7.回転のない等密度大気:浅水系と重力波
7. 1 重力のみがはたらく等密度大気
7. 2 等密度大気の静水圧平衡
7. 3 浅水系
7. 4 重力波
7. 4. 1 浅水系の線型化
7. 4. 2 重力波の波動方程式
8.回転のある等密度大気:ロスビー数と地衡風
8. 1 重力と回転のみがはたらく密度一定の大気
8. 2 ロスビー数
8. 3 地衡風平衡
8. 4 エクマン風平衡
8. 5 その他のバランス風
付録A.ギリシャ文字の表
付録B.本書で用いた定数・変数一覧表(I 巻・II 巻共通)
索 引

























