Understanding Radioactive Aerosols and Their Measurement pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Schery, Stephen D.

出品人:

页数:342

译者:

出版时间:2001-7

价格:$ 157.07

装帧:Pap

isbn号码:9780792371762

丛书系列:

图书标签:

Radioactive aerosols
Aerosol measurement
Radiation detection
Environmental monitoring
Nuclear safety
Air pollution
Radiochemistry
Health physics
Atmospheric science
Particle physics

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具体描述

This book is an introduction to radioactivity and aerosols for the scientifically literate reader with little or no previous exposure to either of these subjects. It provides a step-by-step introduction to radioactive aerosols from the physical science perspective, with coverage of such topics as indoor radon decay products, radioactive aerosols as tracers of atmospheric processes, indoor and outdoor models of aerosol transport, fallout from nuclear weapons and reactor accidents, and measurement of radioactivity and aerosols. Audience: Although it includes references to the research literature, it is not designed as a research monograph for specialists. Rather, it is directed at an interdisciplinary audience at the advanced undergraduate science level and higher who want an introductory, but rigorous, presentation of the core material of this subject. It is suitable for self study or for use as a main or supplemental textbook. It should be useful to a range of students in aerosol science, health physics, environmental science, nuclear engineering, and the atmospheric sciences. It should also be valuable to 'crossover' professionals - professionals in other areas of science and engineering - who want a readable, self-contained introduction to radioactive aerosols. Many worked examples, and more than a hundred exercises and problems with answers, are provided.

聚焦于地球物理学与气候建模的综合性著作《地球动力学与气候系统：现代建模视角》引言：地球系统的复杂性与挑战本书旨在提供一个关于地球动力学过程、气候系统复杂性及其现代数值模拟方法的全面而深入的探讨。我们生活在一个由错综复杂的物理、化学和生物过程相互作用构成的动态系统中。理解这些系统的长期演变趋势、短期波动机制，以及人类活动对其产生的影响，是当代科学面临的最紧迫挑战之一。本书不侧重于特定微观尺度现象的测量技术，而是将视野投向宏观尺度的能量、物质和动量在行星尺度上的传输与转化，重点阐述如何将这些过程转化为可计算的、具有预测能力的数学模型。第一部分：地球物理基础与观测约束本部分奠定了理解地球系统动力学所需的理论基础，并详细介绍了用于约束模型输入与验证模型输出的宏观地球物理观测手段。第一章：行星尺度能量平衡与辐射传输深入探讨太阳辐射在地球大气层、海洋和陆地表面的吸收、反射与再辐射过程。着重分析大气辐射传输方程的建立及其在气候模型中的参数化。内容包括：长波与短波辐射的物理机制、云层辐射特性对气候反馈的敏感性，以及地表反照率的区域性变化对区域热力学平衡的影响。讨论如何利用卫星遥感数据（如CERES等）获取可靠的地球能量收支（ERB）数据，并将其作为模型校准的基础。第二章：大气环流的动力学基础本章详述了描述大气运动的流体力学方程组，特别是行星尺度运动的非线性特征。讨论科里奥利力、地转风、惯性平衡在描述全球风带结构中的作用。详细分析了中尺度对流系统、准定常行星波（如罗斯贝波）的传播与能量交换机制。此外，重点分析了大气边界层过程的参数化，这是将地表通量信息有效耦合至自由大气的关键环节。第三章：海洋热盐环流的驱动机制海洋作为地球气候系统的主要热量储存库，其动力学行为至关重要。本章聚焦于海洋的环流模式，从表面风驱动的Ekman输运到深层热盐驱动的经圈环流（Meridional Overturning Circulation, MOC）。讨论海洋热力学（如混合层、上翻过程）如何影响碳循环和氧气在海洋深处的分布。引入海洋观测系统（如Argo浮标阵列）的数据如何帮助我们量化深海热量吸收率。第四部分：陆面过程与水循环建模本部分关注地球表层与大气之间的物质交换，特别是水、能量和动量。讨论土壤湿度、植被覆盖（NDVI等指标的物理意义）对地表能量通量的调节作用。细致阐述水文循环在模型中的表示，包括降水参数化、蒸散发计算，以及地表径流与地下水补给的耦合。第二部分：地球系统数值模型：构建与求解本部分是全书的核心，系统地介绍了现代气候和地球系统模型（ESM）的架构、离散化方法以及计算挑战。第五章：气候模型的基本架构与网格系统介绍全球气候模型（GCM）的组成模块，包括大气动力学核心、物理过程参数化模块、海洋、陆面和冰雪模块。详细比较了不同的空间离散化方法，如经纬度网格（Lat-Lon）、均匀化立方球网格（Uniform Cubed-Sphere）和偶极子网格（DGP），及其对极区奇异性和计算效率的影响。讨论了时间积分方案（如二阶或更高阶的辛积分方法）的选择与稳定性要求。第六章：复杂物理过程的参数化由于计算资源的限制，许多小于模型网格尺度的物理过程必须通过参数化方案来模拟。本章深入探讨了几个关键参数化的理论基础与当前挑战：云与降水参数化：区分积云对流参数化和云微物理过程（凝结、降水形成）的建模。讨论如何处理云的水平异质性问题。湍流与边界层参数化：阐述混合长度理论在稳定层和非稳定层中的应用，以及如何准确模拟地表通量的垂直梯度。气溶胶-云相互作用（非放射性方面）：讨论气溶胶作为云凝结核（CCN）和冰核（IN）对云形成、寿命和降水效率的宏观影响，例如云滴谱的演化如何影响云的反照率（云效应）。第七章：地球系统模型的耦合与集成现代气候研究要求将大气、海洋、陆面和冰雪模块通过耦合器（如C-Coupler或ESMF/NUOPC）进行高效集成。本章分析了不同模块间数据传输的频率、插值误差以及时间步长的协调问题。重点讨论如何处理“气候漂移”（Climate Drift）现象，即模型长时间积分后偏离观测基线的问题。第八章：冰雪圈动力学与反馈机制冰雪圈对全球气候变化具有显著的反馈作用。本章讨论了冰盖（如格陵兰和南极）的动力学模型（如冰流模型）如何与冰川平衡线模型耦合。分析海冰的形成、融化动力学以及其对海洋热量吸收的调制作用。探讨冰反照率反馈在过去气候变化中的重要角色。第三部分：气候可预测性、不确定性与未来展望本部分着眼于模型输出的解释、不确定性的量化以及模型在长期预测中的局限性。第九章：气候变率与可预测性分析区分“气候”（统计特性）与“天气”（瞬时状态）。介绍经验正交函数（EOF）分析、经验正交函数分析（AMO）和ENSO指数等工具，用于识别和分离气候系统中的主要变率模态。讨论基于集合（Ensemble）模拟的方法来量化短期气候预测的可预测性和概率分布。第十章：模型不确定性的来源与量化气候模型的不确定性主要来源于三个方面：初始条件不确定性（可由集合模拟处理）、模型结构不确定性（物理参数化选择）和外部强迫不确定性（温室气体排放情景）。本章介绍敏感性分析、因子分解方法以及贝叶斯后验分析在量化不同不确定性贡献中的应用。重点讨论如何评估模型对特定气候敏感度参数（如气候瞬时响应、气候敏感度）的反应。结论：模型驱动的未来地球科学本书总结了构建和应用复杂地球系统模型所取得的成就，并指出了未来模型发展亟需解决的前沿问题，包括更高分辨率的模拟、更精细的生物地球化学循环耦合以及更可靠的极端事件重现能力。通过详实的物理基础和严格的数学处理，本书为研究生、研究人员和从事地球系统建模的工程师提供了坚实的理论工具箱。