Learning About Weather With Graphic Organizers

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出版者:
作者:Estigarribia, Diana
出品人:
页数:24
译者:
出版时间:
价格:21.25
装帧:
isbn号码:9781404228030
丛书系列:
图书标签:
  • Weather
  • Graphic Organizers
  • Science
  • Education
  • Elementary School
  • Non-Fiction
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具体描述

天气现象的奥秘:探索地球的动态系统 一本深入剖析大气科学、气候变迁与日常天气现象的权威性读物 --- 第一部分:大气层的结构与动力学基础 第一章:地球的保护罩——大气的构成与垂直分层 本书将带领读者从最基础的层面认识我们赖以生存的大气层。我们将详细探讨大气的化学成分——氮气、氧气、稀有气体以及可变成分如水汽和气溶胶的重要性。随后,我们将深入剖析大气的垂直结构,清晰界定对流层、平流层、中间层、热层及外逸层的物理特性、温度梯度和关键边界。特别关注臭氧层在吸收太阳紫外线辐射中的关键作用,以及平流层顶的温度逆增现象背后的动力学机制。 第二章:能量的驱动力——太阳辐射、地球反射与能量平衡 天气现象的根本驱动力在于太阳能的输入与地球的反馈机制。本章将全面梳理太阳辐射的性质、地球接收的日照量变化(如纬度、季节和昼夜变化的影响)。我们将详细分析地球的能量预算:地表吸收、大气吸收、散射与反射(反照率)如何共同作用维持一个动态的能量平衡。此外,还将探讨温室效应的自然过程及其在调节地表温度中的核心地位,并区分自然温室效应与人类活动导致的增强效应。 第三章:气压与风的形成——大气运动的物理原理 理解气压的变化是预测风和天气系统的基础。本章将解释气压的定义、测量方法以及气压场的分布特征(等压线图的解读)。我们将着重阐述驱动大气运动的三种基本力:压力梯度力(如何引发气流)、地转力(在高空解释的平衡风)和科里奥利力(对运动方向的偏转效应)。通过这些力的平衡分析,读者将能掌握气旋和反气旋的形成机制,并理解高低气压中心如何组织区域性天气模式。 第四章:水循环的物理学——凝结、沉淀与云的形成 水是天气系统中变化最活跃的元素。本章聚焦于水的三相变化:蒸发、凝结和升华,及其伴随的潜热释放与吸收。我们将详细介绍水汽的测量指标,如露点温度、相对湿度和比湿。核心内容将围绕凝结过程展开:如何形成云凝结核(CCN),以及水汽如何在饱和后形成云滴或冰晶。最后,我们将探讨不同类型的降水(雨、雪、霰、雹)的形成路径和物理过程。 --- 第二部分:中尺度与宏观天气系统的分析 第五章:云的分类与识别——从高空到低空的视觉识别指南 本章提供了一套系统、实用的云层分类方法,基于世界气象组织(WMO)的标准。我们将详细描述十种基本云属(如卷云、积云、层云)的形态特征、高度范围和它们通常预示的天气状况。更进一步,我们将探讨重要的天气现象云,如荚状云、乳状云和雨幡,解释它们独特形态背后的动力学成因。本章内容辅以详细的图示,旨在提升读者对天空的观察深度。 第六章:天气锋面的动力学与结构 天气锋面是中纬度地区天气变化最剧烈的区域。本章将深入分析冷锋、暖锋、锢囚锋和 स्थिर锋的形成条件、结构剖面和移动规律。重点解析锋面两侧温度、湿度、气压和风向的急剧变化如何导致特定天气现象(如暖锋前的层状云降雨和冷锋后的强对流天气)。理解锋面运动对局地天气预报的重要性贯穿本章始终。 第七章:中纬度气旋与反气旋的生命周期 本章将把前面学到的动力学知识应用于实际的天气尺度系统——气旋(低压系统)和反气旋(高压系统)。我们将追溯温带气旋的生命周期,从北半球的“锋面波”形成,到发展、成熟,最终到锢囚和消亡的经典“锋暴演变理论”。同时,我们将分析反气旋的特征:稳定、晴朗的天气,以及它们如何通过阻高或阻塞高压系统影响区域气候的长期走向。 第八章:热带气旋的结构、强度与破坏力 热带气旋(飓风、台风)是地球上最强大的风暴系统。本章将详述其生成所需的关键环境条件,例如足够高的海表温度、低垂直风切变和科里奥利力的作用。我们将剖析热带气旋的内部结构,包括风眼、眼墙和雨带的物理特性及其风速分布。此外,本章还会量化分析热带气旋带来的主要灾害——强风、暴雨和风暴潮的形成机制与影响范围。 --- 第三部分:极端天气、气候变迁与观测技术 第九章:局地强对流天气与雷暴系统 强烈的局地天气事件,如雷暴、冰雹和龙卷风,是大气不稳定的直接体现。本章将详细解析积雨云的发展过程,强调对流有效位能(CAPE)和对流抑制能量(CIN)在判断雷暴潜势中的作用。我们将区分单体雷暴、多单体风暴线和超级单体风暴的结构差异,并深入探讨超级单体如何通过风暴的旋转(中气旋)产生龙卷风。 第十章:气候的长期变化与反馈机制 从天气现象过渡到气候尺度的长期变化,本章关注人类活动对地球气候系统的影响。我们将回顾过去的气候变率证据,并详细阐述温室气体浓度上升如何通过增强辐射强迫来驱动全球变暖。本章还将探讨关键的气候反馈环路,如水汽反馈、冰雪反照率反馈和云反馈,这些机制极大地影响了未来气候变暖的幅度和速率。 第十一章:天气观测与数值预报的原理 现代天气预报依赖于复杂的技术系统。本章介绍用于收集大气数据的各种工具:地面气象站、探空气球(无线电探空)、气象雷达(多普勒效应的应用)和卫星遥感技术(红外、可见光和微波探测)。随后,我们将介绍数值天气预报(NWP)的基本原理,即利用流体力学和热力学方程组,通过超级计算机对未来大气状态进行模拟和预测的过程,并讨论初始条件的敏感性(蝴蝶效应)对长期预报的挑战。 第十二章:区域性气候特征与微气候 地球表面地理环境的差异塑造了多样的区域气候。本章将分析山脉、海洋和大型水体对局部天气和气候的调制作用。我们将探讨季风系统的成因、焚风效应(绝热加热)的机制,以及城市化如何形成城市热岛效应。最后,我们将简要概述厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)等海洋-大气耦合现象对全球天气格局的长期影响。 --- 结语:未来大气科学的展望 本书的最后部分将展望大气科学的前沿研究方向,包括更精细化的次网格尺度模拟、极端天气事件归因研究以及气候变化适应策略的制定,旨在激励读者持续关注和学习这门与人类生存息息相关的动态学科。

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用户评价

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这部关于天气现象的图书,虽然我还没有完全翻阅完,但从初步的印象来看,它在引导读者理解复杂概念方面做得相当到位。装帧设计上就透露出一种严谨又易于亲近的气质,纸张的质感很舒服,拿在手上有一种知识的厚重感,而不是廉价的快餐读物的感觉。我尤其欣赏它在构建知识体系上的用心。很多科普读物倾向于直接抛出结论,让读者像被动接收信息一样。但这本书似乎更注重“过程”,它不是直接告诉你什么是冷锋,而是通过一系列的图示和引导性的文字,让你仿佛亲手搭建起对气流、温度、气压之间相互作用的认知模型。这种“搭建”的过程,对于初学者来说是至关重要的,它建立的不是死记硬背的知识点,而是活的、可迁移的理解框架。那种视觉上的引导,比如用不同颜色和粗细的线条来区分不同性质的气团,或者用动态的箭头来指示空气的流动方向,都比单纯的文字描述来得直观和深刻。我甚至可以想象,如果用这本书来做课堂演示,效果一定会非常出色,因为它提供了一个极佳的思维工具包,而非仅仅是知识的陈列室。它成功地将抽象的物理过程可视化了,这本身就是一种了不起的成就,让原本枯燥的科学学习变成了一种探索的乐趣。

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从一个深度爱好者的角度来看,这本书的价值在于它提供了超越基础知识的深度挖掘工具。很多面向大众的读物在讲完“是什么”之后就戛然而止了,但这部作品明显致力于让读者理解“为什么会这样”以及“如何预测”。它在介绍一些更高级的现象,比如气旋的生成和消亡时,所采用的图形化表达,清晰地展示了科里奥利力、风切变和热力学驱动力是如何协同作用的。这里的图表设计已经不是简单的装饰品,它们本身就是推理过程的载体。例如,它通过一系列嵌套的圆形和箭头图,模拟了气压梯度力与地转风之间的微妙平衡,这种高度抽象的物理学概念,被它巧妙地用几何图形和向量关系具象化了。这种将数学和物理模型转化为视觉语言的能力,是这本书的精髓所在。它鼓励读者不仅仅停留在描述层面,而是要开始运用基础的科学原理去解释观测到的现象,从而培养一种真正的科学思维模式。对于希望从“天气爱好者”迈向“准气象学家”的读者来说,这本书提供的工具是无价的。

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说实话,我挑选这本书的时候,是抱着一种“试试看”的心态,因为市面上的天气科普书很多,但真正能让人眼前一亮的却不多。这本书最让我惊喜的一点是它对细节的捕捉和层次感的处理。它没有试图在一页纸上塞满所有内容,而是懂得留白和分层的艺术。比如,当它介绍云的形成机制时,它会先用一个非常宏观的背景图来定位大气层,然后逐步放大到水汽凝结的核心区域,最后才引入温度和饱和度的数学关系。这种“抽丝剥茧”的处理方式,极大地降低了学习的认知负荷。我发现自己不是在“阅读”信息,而是在“解码”自然界的密码。它使用的图表设计,可以说是达到了一个专业级别,线条的粗细、图标的样式、布局的平衡感,都透露出设计者对信息传达效率的极致追求。这不仅仅是关于天气的书,它更像是一本关于“如何高效学习复杂系统”的教科书。我注意到,即便是对于一些看似简单的概念,比如露点,它也提供了至少两种不同的视觉解释路径,这无疑是照顾到了不同学习偏好读者的需求,体现了一种非常成熟和包容的教育理念。这种细致入微的关怀,让阅读体验提升到了一个全新的高度。

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这本书的排版和整体设计美学,也值得大书特书一番。它避开了传统教科书那种沉闷的黑白灰配色,而是采用了饱和度适中但对比度极高的色彩方案来区分不同的气象要素,既保证了视觉的吸引力,又维护了信息的准确性。封面设计本身就是一个极简却有力的宣言,它没有使用夸张的灾难场面,而是选择了一个干净的、富有结构感的图示,暗示了书中的内容会是关于结构和秩序的解析,而非仅仅是现象的记录。内页的留白处理非常到位,文字区域和图示区域的比例拿捏得恰到好处,使得阅读过程非常放松,眼睛不容易疲劳。这种对阅读舒适度的关注,体现了一种对读者体验的尊重。我常常发现,一本内容再好的书,如果排版粗糙,也会让人望而却步。而这本书在这方面几乎无可挑剔,它证明了科普读物完全可以兼具学术的严谨性和艺术的精致感。它不仅仅是一本学习材料,更是一件令人赏心悦目的印刷品,值得被反复翻阅和珍藏。

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这本书的叙事节奏把握得非常好,不像有些科普书那样上来就给你一个庞大的知识体系,让人望而却步。它更像是一位经验丰富的老教师,带着你一步一步地走进这个迷人的领域。每一章的过渡都设计得非常巧妙,旧知识点会自然而然地引出新概念,形成一个连续的逻辑链条,让人读起来丝毫没有跳跃感或断裂感。我特别喜欢它在关键转折点上所采用的“对比”手法。例如,在讨论高压系统和低压系统的区别时,它没有简单地并列描述,而是将两个系统的气流运动和天气影响直接投射在同一视觉框架内进行比较,这种“亦此亦彼”的呈现方式,使得两者之间的差异和联系一下子就变得清晰明了,不需要花费额外的精力去反复对比记忆。这种精心设计的“比较锚点”,极大地增强了概念的辨识度和区分度。总而言之,它成功地将一个涉及多变量、多尺度的自然现象,分解成了读者可以一步步消化的模块,确保了知识的稳固吸收,而不是肤浅的掠过。

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