A geography of the atmosphere (The Brown foundations of geography series)

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出版者:W. C. Brown Co
作者:John J Hidore
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1972
价格:0
装帧:Unknown Binding
isbn号码:9780697051653
丛书系列:
图书标签:
  • 大气地理学
  • 地理学
  • 气候学
  • 环境科学
  • 气象学
  • 地球科学
  • 大气科学
  • 地理
  • 环境
  • Brown foundations of geography series
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具体描述

大气地理学:地球系统的视角与深度剖析 本书旨在为读者提供一个全面、深入的现代大气科学视角,重点探讨大气圈作为地球复杂系统核心组成部分的作用、结构及其动态过程。我们将摆脱传统地理学对大气现象的简单罗列,转而采用跨学科的综合分析方法,融入物理学、化学、流体力学和气候学的最新研究成果。 第一部分:大气圈的物质基础与结构(The Material Basis and Structure of the Atmosphere) 本部分将首先奠定理解大气现象的物理化学基础。我们将详细考察大气的起源、演化历史及其当前的气体组成,特别是痕量气体的作用,如温室气体、臭氧和气溶胶的浓度变化及其对能量平衡的反馈机制。重点分析大气密度、压力随高度的变化规律,并深入讲解气压梯度的物理意义及其在驱动风场中的作用。 随后,我们将对大气垂直分层进行严谨的阐述。从近地表的对流层(Troposphere)开始,详细分析其对流活动、天气现象的发生机制,以及边界层(Planetary Boundary Layer, PBL)的日变化和季节性特征。接着,转向平流层(Stratosphere),深入探讨臭氧层的形成、分布及其在吸收紫外线辐射中的关键角色。对于中间层(Mesosphere)和热层(Thermosphere)的稀薄特性、温度结构异常及其与太阳活动的关系,也将进行详尽的论述。这一部分强调的是,大气的分层并非偶然,而是能量和物质垂直输送需求下的必然结果。 第二部分:能量平衡与辐射传输(Energy Balance and Radiative Transfer) 大气地理学的核心在于理解能量的流动。本章将构建一个精密的地球——大气辐射收支模型。我们将从太阳辐射(短波辐射)的入射、衰减、吸收和反射过程入手,详细介绍米氏散射(Mie scattering)和瑞利散射(Rayleigh scattering)对天空颜色的贡献及其在气候系统中的作用。 随后,重点转向地球系统自身的长波辐射(红外辐射)排放。我们将利用普朗克定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律作为理论基础,分析地表、云层和不同大气成分(如水汽、二氧化碳)对长波辐射的吸收和再辐射特性。深入探讨“温室效应”的物理机制,区分自然温室效应与人为增强的温室效应,并量化不同辐射强迫因子(Radiative Forcing)对全球能量预算的影响。本节内容将强调能量的非均匀分布是驱动大气环流的根本动力。 第三部分:大气动力学:风的成因与环流(Atmospheric Dynamics: Causes of Wind and Circulation) 本部分是全书的动力核心。我们将从牛顿运动定律出发,推导出流体运动的基本方程。重点解析使大气运动复杂的关键非地转力:地转力(Coriolis Force)和摩擦力。我们将详细论述地转风的形成条件、平衡状态,以及梯度风(Gradient Wind)在气旋和反气旋中的表现。 在此基础上,本书将构建宏观尺度的全球大气环流模型。从三圈环流理论(Hadley, Ferrel, Polar Cells)出发,扩展至更复杂的动力学模型,如爱德曼环流(Edmon Circulation)。特别关注中纬度大气中的关键结构——西风急流(Jet Streams)的形成机制、结构特征及其对天气系统的引导作用。此外,也将探讨季节性变化中的关键环流系统,例如季风(Monsoons)的成因,解析其与海陆热力性质差异和行星尺度的质量输送之间的关系。 第四部分:水循环与天气系统(The Hydrological Cycle and Weather Systems) 水是大气中最活跃的物质载体。本章将对大气中的水汽进行热力学分析,详细阐述饱和水汽压、露点、湿空气的抬升过程(绝热冷却与增湿)。我们将深入探讨凝结和沉降的微物理过程,从云凝结核(CCN)的作用到不同类型的云的形成及其辐射特性。 在天气系统方面,本书将超越对锋面(Fronts)的简单描述,转而分析锋面上的动力学过程——气旋式发展(Cyclogenesis)。我们将详细研究温带气旋(Mid-latitude Cyclones)的生命周期,包括气旋的形成、成熟与锢囚(Occlusion)。同时,也将分析热带气旋(Tropical Cyclones/Hurricanes/Typhoons)的结构、能量来源(潜热释放)和强度变化的动力学机制,以及它们在海洋-大气相互作用中的地位。对局地强对流天气(如雷暴、冰雹)的形成环境(CAPE, Shear)的分析也将包含在内。 第五部分:大气化学与污染(Atmospheric Chemistry and Pollution) 现代大气地理学必须包含大气化学的视角。本部分将探讨大气中主要的化学反应:光化学过程(如OH自由基的产生和消耗)及其对大气寿命的控制。我们将聚焦于大气氧化能力(AOPC)的理解。 在污染方面,本书将系统分析人为污染物的来源、传输和沉降机制。重点讨论硫化物、氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs)在大气中的转化路径,及其对酸雨、光化学烟雾和二次气溶胶形成的影响。对于平流层臭氧的消耗问题,我们将详细解析CFCs等物质的催化破坏循环,并结合国际政策背景,讨论大气组成对人类健康和生态系统的长期影响。 第六部分:气候变异性与长期变化(Climate Variability and Long-Term Change) 最后一部分将视线投向时间尺度更长的过程。我们将区分“气候变异性”(如厄尔尼诺-南方涛动ENSO、北大西洋涛动NAO)与“气候变化”。对ENSO现象,我们将从海气耦合的视角,解析Walker环流的异常及其对全球热量和降水模式的遥相关效应。 在探讨全球气候变化时,我们将基于物理模型,分析碳循环(包括海洋和陆地碳汇)如何反馈到大气CO2浓度中。本书将评估当前的气候模型(GCMs)的工作原理、不确定性来源,并结合观测证据,分析不同排放情景下(如RCPs/SSPs)地表温度、海平面和极端天气频率的可能变化趋势。本书的最终目标是为读者构建一个将大气视为动态、耦合、对扰动敏感的地球系统的框架。

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用户评价

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这本书我简直爱不释手,捧在手里的时候就有一种沉甸甸的、厚实的感觉,我喜欢这种质感。翻开扉页,那精美的排版和字体选择立刻吸引了我,仿佛进入了一个知识的殿堂。书的结构非常清晰,从最基础的大气组成到复杂的环流系统,再到不同地理区域的大气现象,层层递进,逻辑性极强。我尤其喜欢其中对“科里奥利力”的讲解,作者用了一些非常生动的比喻,让这个抽象的概念一下子变得形象起来,我甚至在脑海里勾勒出了地球旋转时空气的舞蹈。而且,书中的插图和图表质量非常高,不仅仅是简单的示意图,很多都是经过精心设计,信息量巨大,色彩搭配也很舒适,不是那种花里胡哨的,而是恰到好处地辅助理解。我经常在阅读文字的同时,反复研究那些图表,它们就像是作者与读者之间无声的交流,提供了额外的视角和深度。总而言之,这本书给我带来了极大的阅读愉悦感,也让我对大气地理学产生了浓厚的兴趣,迫不及待地想继续探索下去。

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当我翻开这本书时,我感受到的首先是一种对知识的敬畏感。作者在这本书中展现出的扎实学识和深厚的专业功底,让我由衷地感到钦佩。他对于大气环流、气团、锋面系统等核心概念的阐述,逻辑严密,条理清晰,而且信息量巨大,让我受益匪浅。书中的数据引用和参考文献的严谨性也让我印象深刻,这充分体现了作者对待学术研究的认真态度。尽管内容涵盖了许多科学理论,但作者的写作方式却非常注重逻辑的连贯性和概念的衔接,避免了生搬硬套的理论堆砌。我特别喜欢他在介绍某个大气现象时,都会追溯其形成的历史背景和演变过程,这种宏观视角让我能够更全面地理解该现象的意义和影响。这本书的深度和广度都超出了我的预期,我敢肯定,它将成为我书架上常备的一本参考书。

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说实话,起初我拿到这本书时,还有些担心内容会过于专业晦涩,毕竟“The Brown foundations of geography series”听起来就很有学术范儿。但出乎意料的是,作者在保持科学严谨性的同时,也注重了语言的通俗易懂。很多复杂的物理和地理概念,都被用非常简洁明了的方式解释清楚了,甚至还穿插了一些有趣的历史故事和人物介绍,比如在讲解“厄尔尼瓦现象”时,就提到了它对全球气候的深远影响以及早期科学家是如何一步步揭示其奥秘的。这种叙事方式,让我感觉自己在读一本故事书,而不是一本枯燥的教科书。书中的一些思考题和延伸阅读的建议,也极大地激发了我的求知欲,让我想要主动去查阅更多的资料,去更深层次地探索相关问题。这本书不仅满足了我对大气地理学的基本认知需求,更点燃了我进一步学习的火花。

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我必须承认,这本书的叙述方式是我阅读过的同类书籍中最为引人入胜的。作者似乎有一种特殊的魔力,能够将原本枯燥的科学知识,描绘得生动有趣,充满画面感。我读到关于“极端天气事件”的部分时,脑海里仿佛真的能看到飓风肆虐,冰雹倾泻的场景,也深刻体会到这些现象对人类社会和自然环境造成的巨大挑战。书中所用的语言,既有科学的精准性,又不失文学的感染力,使得阅读过程充满了乐趣,而不是一种负担。而且,作者在字里行间也流露出对地球和大气科学的热爱,这种热情感染了我,让我也更加投入到阅读中去。我非常欣赏书中那种鼓励独立思考的风格,它不仅仅是告诉你“是什么”,更是引导你思考“为什么”,以及“还可以如何”。这本书无疑是一次美妙的阅读体验,让我对大气地理学有了全新的、更深刻的理解。

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这本书的阅读体验对我来说,更像是一次沉浸式的学习旅程。我之前对大气科学的了解仅限于一些零散的概念,比如风、雨、雪,但这本书真正地将这些元素串联成了一个有机的整体。它不像我之前读过的一些科普读物那样,仅仅罗列事实,而是深入地剖析了现象背后的成因和相互联系。举个例子,关于季风的形成,书中详细阐述了海陆热力性质差异、气压带风带的季节性移动等因素如何共同作用,这让我对“季风”这个词有了全新的认识。我特别赞赏作者在描述复杂气象过程时,那种娓娓道来的叙事风格,不生硬,不枯燥,仿佛有一位经验丰富的地理学家坐在我身边,耐心细致地为我讲解。书中的案例分析也非常精彩,选取了世界各地典型的大气现象,比如撒哈拉沙漠的干热风、亚马逊雨林的强对流天气,通过这些鲜活的例子,我能更直观地感受到大气地理学在现实世界中的应用和重要性。

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