From Turbulence to Climate: Numerical Investigations of the Atmosphere with a Hierarchy of Models

این جلد جنبه‌های مدل‌سازی عددی جو و آب و هوا را از مقیاس‌های ریز آشفتگی تا مقیاس‌های بسیار بزرگ مرتبط با آب و هوا و تغییرات آب و هوایی را پوشش می‌دهد. هر یک از سه مقیاس مکانی-زمانی اصلی جو، یعنی مقیاس خرد، مقیاس میانی و مقیاس کلان از طریق سلسله مراتبی از مدل‌ها بررسی می‌شوند. نتایج شبیه‌سازی‌های مدل در سراسر متن نشان داده شده‌اند، که بسیاری از این نمونه‌ها بر اساس کار پژوهشی اصلی نویسنده است. برای هر نوع مدلی که در اینجا مورد بحث قرار می‌گیرد، پیش‌زمینه نظری شامل مجموعه‌های معادلات حاکم، فرضیات ساده‌سازی و مزایا و محدودیت‌های مدل‌ها ارائه شده است. موضوع سیستم‌های مدل‌سازی جفت‌شده یا تودرتو به‌عنوان رویکردی امیدوارکننده برای آلودگی هوا که در جریان‌های جوی منطقه‌ای جاسازی شده‌اند، و همچنین به واکنش جوی منطقه‌ای به عوامل اقلیمی جهانی نیز پرداخته شده است. در سراسر کتاب تلاش شده است تا ماهیت بسیار بین رشته ای مدل سازی جو، به ویژه در بخش هایی که با مسائل تغییرات آب و هوایی سروکار دارند، برجسته شود.

This volume covers aspects of numerical modeling of the atmosphere and climate from the microscales of turbulence to the very large scales associated with climate and climatic change. Each of the three major spatio-temporal scales of the atmosphere, namely, the microscale, the mesoscale, and the macroscale is addressed through a hierarchy of models. Results of model simulations are illustrated throughout the text, with many of these examples based on the author's original research work. For each type of model discussed here, the theoretical background, including governing equation sets, simplifying assumptions, and advantages and limits of the models, is provided. The topic of coupled, or nested, modeling systems as a promising approach to air pllution embedded in regional atmospheric flows, as well as to the regional atmospheric response to global climate forcings, is also addressed. An attempt is made throughout the book to highlight the highly interdisciplinary nature of atmospheric modeling, particularly in those sections dealing with climatic change issues.