Introducción a la meteorología Dinámica - Holton

[joe_cool]

Titulo
Introducción a la meteorología Dinámica
Autor
Holton
Formato
Pdf
Idioma
Español
Paginas
447
Descripción
En el transcurso de la pasada década se han consolidado los rápidos avances logrados durante los decenios de 1940 y 1950. En la actualidad existe una teoría razonablemente coherente para el desarrollo de las depresiones en latitudes medias, así como para la circulación general global de la atmósfera. En consecuencia, la cuestión puede hoy día organizarse y presentarse en forma de libro de texto.
En este libro se presenta la Meteorología Dinámica como una materia coherente con un cuerpo de teoría central unificador, a saber el sistema cuasigeostrófico. La teoría cuasigeostrófica se emplea para desarrollar los principios del análisis diagnóstico, la predicción numérica, la teoría de ondas baroclínicas, las transformaciones de energía y la teoría de la circulación general.
A lo largo del texto se ponen de relieve los principios físicos en lugar de procurar la elegancia matemática. Se supone que el lector domina los aspectos fundamentales de la Física Clásica y que posee un conocimiento completo del cálculo diferencial e integral elemental. También se hace uso del cálculo vectorial. Sin embargo, en la mayoría de los casos las operaciones con vectores son de naturaleza elemental, de modo que el lector con poca pericia en ellas no debe experimentar mayores dificultades.
Gran parte de las materias incluidas en el texto están basadas en un curso de dos cuatrimestres destinado a alumnos de la especialidad de Ciencias de la Atmósfera de la Universidad de Washington. Asimismo podría resultar adecuado para el primer año de alumnos graduados sin formación previa en Meteorología.
El libro puede dividirse en dos partes principales. La primera de ellas, que incluye los Capítulos 1-6, introduce los aspectos fundamentales de la Dinámica de Fluidos más importantes para la comprensión de los movimientos atmosféricos, básicamente a través de la consideración de un número de tipos ideales de flujo atmosférico. En particular he podido comprobar que prácticamente todas las materias de estos seis capítulos pueden presentarse fructíferamente en el nivel de especialidad en alrededor de 30 clases. La segunda parte principal, que incluye los Capítulos 7-11, contiene el núcleo de la Meteorología Dinámica moderna con énfasis en el papel unificador central de la teoría cuasigeostrófica. Estos capítulos contienen más materia que la que puede desarrollarse con facilidad en un curso a nivel de especialidad. No obstante, he intentado ordenar los temas de manera que las secciones que contienen resultados más avanzados puedan omitirse en cursos elementales. Por el contrario, para cursos más intensivos a nivel de graduados las materias que se presentan pueden complementarse con lecturas de las fuentes originales.
Además de estas dos partes principales el libro contiene un capítulo de conclusión que representa una cierta singularidad aislada. En este capítulo final he intentado poner de relieve el estado actual de la dinámica de la atmósfera tropical. El capítulo resulta necesariamente algo especulativo o teórico; no obstante, el campo de la Meteorología Tropical es demasiado importante para omitirlo por completo en un libro de texto sobre Meteorología Dinámica.
Al final de la mayoría de los capítulos se presenta una breve lista de referencias bibliográficas que se sugieren para una lectura posterior. En la mayor parte de los casos he limitado las referencias exclusivamente a textos o artículos de revista que he encontrado singularmente útiles. En ningún momento se ha intentado proporcionar una bibliografía extensa de las fuentes originales. En las listas de referencias los libros se designan por el autor y el título y los artículos por el autor y la fecha de publicación. Las referencias completas se encuentran en el apartado de bibliografía existente al final del libro.

Capítulo 1 Introducción
1.1 El continuo atmosférico
1.2 Dimensiones y unidades físicas
1.3 Análisis de escala
1.4 Fuerzas fundamentales
1.5 Sistemas de referencia no inerciales y fuerzas "aparentes"
1.6 Estructura de la atmósfera estática Problemas
Bibliografía recomendada Capítulo 2 Leyes de conservación fundamental
2.1 Derivación total
2.2 Forma vectorial de la ecuación del momento lineal en un sistema de coordenadas en rotación
2.3 Ecuaciones componentes en coordenadas esféricas
2.4 Análisis de escala de las ecuaciones del movimiento
2.5 Ecuación de continuidad
2.6 Ecuación de la energía termodinámica
2.7 Termodinámica del aire seco Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 3 Aplicaciones elementales de las ecuaciones fundamentales
3.1 Ecuaciones fundamentales en coordenadas isobáricas
3.2 Equilibrio de fuerzas en el flujo
3.3 Trayectorias y líneas de corriente
3.4 Cizalladura vertical del viento geostrófico: Viento térmico
3.5 Movimiento vertical Problemas
Capítulo 4 Circulación y vorticidad
4.1 Teorema de la circulación
4.2 Vorticidad
4.3 Vorticidad potencial
4.4 Ecuación de la vorticidad
4.5 Análisis de escala de la ecuación de la vorticidad Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 5 Capa límite planetaria
5.1 Teoría de la longitud de mezcla
5.2 Ecuaciones de la capa límite planetaria
5.3 Circulaciones secundarias y spin-down Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 6 Dinámica de los movimientos a escala sinóptica latitudes medias
6.1 Estructura observada de los sistemas sinópticos en latitudes medias
6.2 Desarrollo de un sistema cuasigeostrófico
6.3 Modelo idealizado de un sistema baroclínico en desarrollo Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 7 Oscilaciones atmosféricas: Teorema de las perturbaciones lineales
7.1 Método de las perturbaciones
7.2 Propiedades de las ondas
7.3 Tipos de ondas simples
7.4 Ondas de gravedad internas (o de flotación)
7.5 Ondas de Rossby Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 8 Predicción numérica
8.1 Antecedentes históricos
8.2 Filtrado de ondas sonoras y gravitatorias
8.3 Ecuaciones de predicción filtradas
8.4 Modelos de un parámetro
8.5 Modelo baroclínico de dos parámetros
8.6 Solución numérica de la ecuación de la vorticidad barotrópica
8.7 Modelos de ecuaciones primitivas Problemas
Bibliografía recomendada
Capítulo 9 Desarrollo y movimiento de los sistemas sinópticos en latitudes medias
9.1 Inestabilidad hidrodinámica
9.2 Inestabilidad baroclínica: Ciclogénesis
9.3 Energética de las ondas baroclínicas
9.4 Frentes y frontogénesis Problemas
Bibliografía recomendada Capítulo 10 Circulación General
10.1 Naturaleza del problema
10.2 Ciclo de energía: Modelo cuasigeostrófico
10.3 Balance de momentos
10.4 Dinámica de circulaciones simétricas zonalmente
10.5 Simulación en laboratorio de la circulación general
10.6 Simulación numérica de la circulación general
10.7 Características de variación longitudinal de la circulación general Problemas
Bibliografía recomendada Capítulo 11 Dinámica Estratosférica
11.1 Estructura media observada y circulación en la estratosfera
11.2 Energética de la estratosfera inferior
11.3 Ondas planetarias que se propagan verticalmente
11.4 Calentamientos súbitos estratosféricos
11.5 Ondas en la estratosfera ecuatorial
11.6 Oscilación cuasibienal
11.7 Capa de ozono Problemas
Bibliografía recomendada Capítulo 12 Sistemas tropicales en movimiento
12.1 Análisis de escala de los movimientos tropicales
12.2 Convección de cúmulos
12.3 Estructura observada de los movimientos a gran escala en la zona ecuatorial
12.4 Origen de las perturbaciones ecuatoriales
12.5 Ciclones tropicales Problemas
Bibliografía recomendada
Apéndice A Constantes y parámetros útiles
Apéndice B Lista de símbolos
Apéndice C Análisis vectorial
Apéndice D Temperatura potencial equivalente



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