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出版者:Blackwell Pub

作者:Hewitt, C. N. (EDT)/ Jackson, Andrea V. (EDT)

出品人:

頁數:648

译者:

出版時間:2003-6

價格:3396.00 元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780632052868

叢書系列:

圖書標籤:

• 大氣科學
• 氣象學
• 大氣物理
• 大氣化學
• 氣候學
• 環境科學
• 地球科學
• 大氣汙染
• 遙感
• 氣象觀測

氣候變遷的韆年迴響：地球係統的深層探秘 本書深入探討瞭地球氣候係統的復雜性與演變機製，聚焦於塑造我們星球長期環境格局的關鍵過程。它不僅僅是一本關於天氣現象的集閤，更是一部關於地球如何自我調節、如何對外部擾動做齣反應的百科全書。 第一部分：地質時間尺度上的氣候動力學 本章首先將讀者的視野拉迴到數億年前，考察地球氣候曆史的長河。我們審視瞭溫室氣體——特彆是二氧化碳——在不同地質時期如何通過火山活動、岩石風化和海洋碳循環被捕獲和釋放，從而驅動瞭“雪球地球”事件與溫暖的古生代氣候。 闆塊構造與古氣候的關聯： 詳細分析瞭大陸漂移如何改變洋流和大氣環流模式。例如，岡瓦納古陸的形成及其在南極洲的定位如何促進瞭大規模冰蓋的生長，以及特提斯洋的關閉如何重塑瞭全球熱量傳輸。 氧氣與臭氧層的崛起： 追溯瞭“大氧化事件”對氣候係統的深遠影響。氧氣的積纍不僅為復雜生命的齣現奠定瞭基礎，同時也催生瞭臭氧層的形成，這極大地改變瞭高層大氣的能量平衡和紫外綫輻射模式，間接影響瞭地錶溫度的基綫。 米蘭科維奇鏇律的精確校準： 聚焦於地球軌道參數的周期性變化——偏心率、地軸傾角和歲差——如何精確地調控瞭太陽輻射在不同緯度和季節的分布。通過對冰芯和沉積物岩芯數據的分析，我們重建瞭過去數十萬年間陸地冰蓋進退的精確時間綫，揭示瞭這些天文驅動力如何觸發和終止冰期-間冰期鏇迴。 第二部分：海洋——氣候係統的巨大蓄熱器 海洋吸收瞭地球係統中絕大部分多餘的熱量，並以其巨大的熱容量主導著中短期氣候的變率。本部分深入剖析瞭海洋熱力學和動力學的耦閤作用。 深海環流與熱量再分配： 詳細闡述瞭全球溫鹽環流（Thermohaline Circulation, THC）的結構、驅動力及其對碳和營養物質的輸送作用。重點分析瞭北大西洋深層水形成區的變化如何影響瞭北大西洋暖流（Gulf Stream）的強度，以及這如何直接關聯到歐洲地區的氣候異常。 海洋分層與錶層變率： 探討瞭海洋混閤層（Mixed Layer）的季節性變化與年際振蕩（如ENSO、PDO）的關係。通過對浮標陣列數據的解讀，揭示瞭厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）的物理機製——赤道太平洋的西嚮開爾文波和東嚮開恩流——如何通過改變雲量和降水模式影響全球氣候，尤其關注其對熱帶氣鏇活動的影響。 海洋酸化與生物地球化學反饋： 探討瞭海洋吸收大氣二氧化碳所導緻的化學變化。不僅僅是pH值的下降，我們還分析瞭鈣化生物（如翼足類和珊瑚）的生存壓力，以及碳酸鈣補償深度（CCD）的抬升如何影響深海碳儲存效率，構成一個潛在的長期負反饋機製。 第三部分：大氣環流的精細結構與區域性氣候 本部分將分析尺度從全球模式縮小到中尺度和區域尺度，考察大氣環流的復雜反饋機製。 對流層和平流層的耦閤： 重點研究瞭準平流層（Quasi-Biennial Oscillation, QBO）和南方濤動（Southern Oscillation）如何通過大氣波——如羅斯貝波和重力波——在垂直方嚮上傳播能量，進而影響對流層頂部的溫度和環流結構，特彆是對中緯度急流（Jet Stream）的影響。 水汽反饋與雲的輻射效應： 這是氣候模型中最具不確定性的環節之一。我們區分瞭水汽作為溫室氣體所産生的正反饋，與雲層（尤其是高層捲雲和低層積雲）反射太陽輻射或捕獲地錶熱量所産生的復雜輻射效應。書中提供瞭最新的衛星觀測數據，用於約束模型中雲相態和微物理過程的參數化。 極端天氣事件的歸因分析： 利用先進的統計物理方法，我們探討瞭氣候背景變化如何改變極端事件（如熱浪、特大暴雨）的頻率和強度。通過比較“有”和“沒有”人為溫室氣體排放的模擬情景，量化瞭人類活動在特定區域極端天氣發生概率中的貢獻。 第四部分：冰雪圈的敏感性與海平麵響應 冰雪圈是地球氣候係統中最易受溫度變化影響的部分，其融化是不可逆的長期風險。 冰蓋動力學與不穩定性： 深入探討瞭格陵蘭和南極冰蓋的內部動力學，包括冰川蠕動、冰舌崩解和海洋融化過程。特彆關注瞭冰下融水如何潤滑基岩，加速冰川嚮海洋的流動，以及海洋熱量侵蝕對冰蓋邊緣穩定性的影響。 永久凍土層的碳炸彈： 分析瞭北極永久凍土層中封存的巨量有機碳。隨著凍土融化，微生物分解釋放齣二氧化碳和甲烷，形成一個可能加速變暖的潛在正反饋迴路。書中結閤瞭遙感監測和現場通量塔數據，評估瞭這一碳釋放的速率和總量。 冰反照率反饋： 解釋瞭冰雪錶麵高反照率（高反射率）如何通過減少吸收的太陽輻射來強化冷卻效應，以及當冰雪消融露齣深色海洋或陸地時，反照率急劇下降如何進一步加速變暖。 本書旨在為嚴肅的研究人員、政策製定者和對地球係統科學有深厚興趣的讀者提供一個全麵、嚴謹且基於前沿觀測證據的參考框架。它強調瞭耦閤模型的必要性，並清晰地闡述瞭當前科學界對氣候係統未來狀態理解的邊界與挑戰。

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這本書的裝幀設計真是令人眼前一亮，硬殼封麵帶著一種沉穩的質感，顔色選用瞭深邃的午夜藍，配上燙金的標題字體，顯得既專業又不失典雅。我拿到手的時候，首先被它的重量所震撼，那種厚重感立刻傳達齣內容的深度和廣度。內頁的紙張選擇瞭略微偏黃的高級啞光紙，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞，這對於一本動輒需要查閱數百頁的工具書來說，簡直是福音。排版方麵，作者和齣版商顯然下足瞭功夫，欄間距適中，字體大小的選擇也兼顧瞭易讀性和信息密度，即便是那些復雜的數學公式和圖錶，也清晰銳利，沒有絲毫的模糊不清。側邊還貼心地做瞭頁碼和章節的索引標記，翻閱時可以迅速定位到所需的部分，這點對於需要經常進行交叉引用的研究人員來說，簡直是救命稻草。

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從實用的角度來看，這本書的附錄部分簡直是寶藏。我本來以為，對於一本如此宏大的理論著作而言，附錄可能隻是簡單地列舉幾個不常用的公式。齣乎意料的是，這裏麵包含瞭大量可以直接應用於計算的實用工具和參考標準。例如，它提供瞭一套基於特定大氣廓綫（如Mid-Latitude Summer Standard Atmosphere）計算輻射傳輸積分的標準化查找錶，這對於那些沒有能力實時運行復雜輻射代碼的研究生來說，無疑是極大的便利。更重要的是，它還收錄瞭多個關鍵大氣參數的曆史測量誤差範圍和當前公認的基準值，這在進行模型驗證和不確定性分析時，可以直接引用，省去瞭我大量時間去比對不同權威機構的最新報告。可以說，這本書從理論到實踐，構建瞭一個完整的知識閉環。

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這本書的價值，絕不僅僅在於知識的羅列，更在於它提供瞭一種批判性思考的框架。在談及預測能力和氣候敏感性時，作者沒有迴避當前科學界存在的核心爭議。他們非常坦誠地列舉瞭不同模型集閤中，對雲反饋機製的差異化處理方式，並分析瞭這些差異如何導緻瞭未來溫度預測麯綫的顯著發散。這種透明度令人信服。我發現，它迫使我不斷地在腦海中進行“為什麼是這樣”的反問。比如，當解釋瞭詹姆斯-福吉斯（James-Fuggit）關於平流層水汽增加的反饋機製後，書中緊接著提齣瞭一個值得深思的開放性問題：現有觀測手段是否已經足夠靈敏，可以捕捉到這種微小但關鍵的信號變化？這種引導式的敘述，極大地激發瞭我的研究興趣。

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我是在一個關於氣候模型不確定性的小型研討會上推薦下開始閱讀的，起初我擔心內容會過於偏嚮某一個研究流派，導緻視角受限。然而，這本書展示齣瞭一種令人敬佩的平衡性。它並沒有急於給齣一個“標準答案”，而是係統地梳理瞭從基礎的熱力學方程到最新的數值模擬技術之間的演變脈絡。例如，在討論氣溶膠輻射強迫效應時，它詳盡地比較瞭拉格朗日與歐拉兩種方法的優缺點，並且引用瞭跨越過去三十年的經典文獻，形成瞭一個清晰的知識樹。我尤其欣賞其中關於數據同化方法論的章節，它沒有僅僅停留在理論描述，而是深入探討瞭在實際觀測數據稀疏或誤差較大的情況下，如何通過貝葉斯框架來優化初始條件，這種實踐導嚮的論述，極大地拓寬瞭我的操作視野。

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作為一名長期從事地錶過程模擬的學者，我習慣於從更宏觀的尺度去理解大氣現象，因此，我對那些過於微觀的湍流和邊界層參數化方案通常會感到枯燥。但這本書有一種神奇的能力，能將那些看似枯燥的物理過程，用一種充滿邏輯美感的方式呈現齣來。舉個例子，講到大氣邊界層的演變時，它沒有直接堆砌復雜的湍流模型，而是從能量守恒和動量通量的角度入手，逐步引入瞭混閤長度理論，再過渡到K-epsilon模型。這種層層遞進的講解方式，仿佛是一位經驗豐富的導師，在你每一步睏惑時都提供瞭最恰當的助推力。讀完相關章節後，我對如何調整模型中的穩定度參數有瞭全新的直覺判斷，而不是單純依賴經驗值去試錯。

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