Cantitate/Preț
Produs

Global Atmospheric and Oceanic Modelling

Autor Andrew N. Staniforth
en Limba Engleză Hardback – 28 apr 2022

Remarcăm faptul că Global Atmospheric and Oceanic Modelling se distanțează de documentația tehnică standard și de manualele introductive prin rigoarea cu care tratează consistența dinamică și termodinamică a ecuațiilor fundamentale. În timp ce multe resurse se bazează pe aproximări simplificate ale formei Pământului, Andrew N Staniforth construiește o bază teoretică ce ia în calcul geometria sferoidală a planetei, oferind astfel un instrument mult mai precis pentru dezvoltarea nucleelor dinamice ale modelelor de prognoză. Abordarea diferă de cea din Large-Scale Atmosphere-Ocean Dynamics: Volume 1 prin faptul că este mai puțin abstractă și mult mai aplicabilă în ingineria numerică directă — se pune accent pe derivarea unor ecuații care să poată fi implementate în algoritmi de calcul, nu doar pe analiza matematică a fluidelor. Structura cărții este una progresivă: prima parte, „Foundations”, stabilește coordonatele curvilinii și potențialele termodinamice pentru atmosfere umede și oceane, în timp ce partea a doua se concentrează pe seturi de ecuații „deep” și „shallow”, esențiale pentru modelarea la diverse scări de mărime. Considerăm că includerea soluțiilor non-liniare exacte reprezintă un avantaj major pentru cercetători, oferind un etalon necesar în testarea noilor modele climatice. Spre deosebire de Fundamentals of Atmospheric Modeling, care acoperă o gamă vastă de procese fizice precum microfizica norilor sau poluarea, volumul de față se concentrează strict și profund pe „motorul” matematic al mișcării fluidelor geofizice, asigurând o rigoare a conservării energiei și momentului prin metode variaționale și principiul acțiunii staționare a lui Hamilton.

Citește tot Restrânge

Preț: 65619 lei

Preț vechi: 72109 lei
-9%

Puncte Express: 984

Carte tipărită la comandă

Livrare economică 19 august-02 septembrie

Livrare prin curier în România Termenul estimat este afișat lângă disponibilitate.
Transport gratuit pentru acest produs Plată online sau ramburs, în funcție de opțiunile comenzii.
Retur gratuit în 14 zile Comandă securizată și suport în română.

Specificații

ISBN-13: 9781108838337
ISBN-10: 1108838332
Pagini: 816
Dimensiuni: 204 x 259 x 42 mm
Greutate: 2.03 kg
Ediția:Nouă
Editura: Cambridge University Press
Locul publicării:New York, United States

De ce să citești această carte

Recomandăm această lucrare specialiștilor în modelare numerică și meteorologilor care doresc să înțeleagă fundamentele fizice din spatele codurilor de prognoză. Cititorul câștigă o înțelegere profundă a ecuațiilor de mișcare fără a se baza pe aproximări sferice limitative. Este o resursă esențială pentru cei care proiectează modele climatice de ultimă generație, oferind certitudinea consistenței termodinamice în calcule complexe.


Descriere scurtă

Combining rigorous theory with practical application, this book provides a unified and detailed account of the fundamental equations governing atmospheric and oceanic fluid flow on which global, quantitative models of weather and climate prediction are founded. It lays the foundation for more accurate models by making fewer approximations and imposing dynamical and thermodynamical consistency, moving beyond the assumption that the Earth is perfectly spherical. A general set of equations is developed in a standard notation with clearly stated assumptions, limitations, and important properties. Some exact, non-linear solutions are developed to promote further understanding and for testing purposes. This book contains a thorough consideration of the fundamental equations for atmospheric and oceanic models, and is therefore invaluable to both theoreticians and numerical modellers. It also stands as an accessible source for reference purposes.

Cuprins

Preface. Notation and acronyms. Part I. Foundations: 1. Introduction; 2. Governing equations for motion of a dry atmosphere: Vector form; 3. Governing equations for motion of a cloudy atmosphere: Vector form; 4. Governing equations for motion of geophysical fluids: Vector form; 5. Orthogonal curvilinear coordinate systems; 6. Governing equations for motion of geophysical fluids: Curvilinear form; 7. Representation of gravity: Basic theory and spherical planets; 8. Representation of gravity: Further theory and spheroidal planets; 9. Thermodynamic potentials and thermodynamical consistency; 10. Moist thermodynamics; 11. Ocean thermodynamics; 12. Geopotential coordinates for modelling planetary atmospheres and oceans; 13. Vertical coordinates and boundary conditions; 14. Variational methods and Hamilton's principle of stationary action; 15. Conservation. Part II. Dynamically Consistent Equation Sets: 16. Deep and shallow equation sets in 3D; 17. Quasi-shallow equation sets in 3D; 18. Shallow water equation sets in 2D; 19. A barotropic potential vorticity (BPV) equation for flow over a spheroidal planet. Part III. Exact Steady and Unsteady Nonlinear Solutions: 20. Exact steady solutions of the global shallow water equations; 21. Exact 3D steady solutions of global equation sets; 22. Exact unsteady solutions of the barotropic potential vorticity equation over an ellipsoid; 23. Exact unsteady solutions in 3D over an ellipsoidal planet. Appendix. References. Index.

Recenzii

'Andrew Staniforth has produced a comprehensive and insightful book on the mathematical foundation of global atmosphere and oceanic modelling. For different geophysical fluid applications, he guides us masterfully from the first principles of fluid physics to their evolution equations. The book covers all the fundamental aspects of these equations including conservation laws and exact nonlinear solutions. This brilliant book is ideal for introducing graduate students to the subject matter as much as it is relevant for experts as a reference book.' Gilbert Brunet, Bureau of Meteorology, Melbourne
'Well, this is an impressive book. It covers both the equations of motion and how those equations and their approximations can be used in models of the ocean and atmosphere. It is clearly written, careful and thorough, with a range and a depth that is unmatched elsewhere. It will be of immense value both to those interested in the fundamentals and those wishing to build models that have a sound foundation. It will be a standard for years to come.' Geoffrey K. Vallis, University of Exeter
'This is the textbook I wish I'd had as a graduate student and course instructor! This is an incredibly comprehensive resource for students and researchers alike. I am confident the book will become the go to reference on atmospheric and oceanic modelling for the 2020s and beyond.' Andrew Weaver, University of Victoria
'Global Atmospheric and Oceanic Modelling is bound to become a classic in the literature of Geophysical Fluid Dynamics. Written by a multi-decade insider to the design of the numerical “dynamical cores” that are at the heart of the models employed for both weather prediction and climate change projection, the book provides a meticulously documented development of dynamically and thermodynamically self-consistent sets of equations that are employed to describe the evolution of these geophysical fluids. Highlights of the book include a careful development of the influence of the ellipsoidal shape of the planet which acts through the gravitational field on the evolution of these fluid domains.' W. Richard Peltier, University of Toronto
'This text is a tremendous resource for anyone looking for a rigorous, thorough treatment of the fundamental equations needed for the development of dynamical cores of numerical models for weather and climate, especially for those interested and/or involved in model design and development. The treatment is detailed, general, and exact without ad-hoc approximations or simplifications. This includes a more truthful representation of variations in gravity due to the geometry of the system. Andrew Staniforth offers the reader unique insights from his experience of an entire career as a leading scholar in the field.' Thomas Birner, University of Munich