大气中的超微颗粒ULTRAFINE PARTICLES IN THE ATMOSPHERE

大气中的超微颗粒ULTRAFINE PARTICLES IN THE ATMOSPHERE pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:World Scientific Pub Co Inc
作者:Harrison, R. M.
出品人:
页数:320
译者:
出版时间:2000-12
价格:576.00元
装帧:HRD
isbn号码:9781860943584
丛书系列:
图书标签:
  • 大气科学
  • 气溶胶
  • 超细颗粒
  • 环境污染
  • 大气化学
  • 纳米颗粒
  • 健康影响
  • 颗粒物
  • 环境监测
  • 大气物理
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具体描述

Following the recognition that airborne particulate matter, even at quite modest concentrations, has an adverse effect on human health, there has been an intense research effort to understand the mechanisms and quantify the effects. One feature that has shone through is the important role of ultrafine particles as a contributor to the adverse effects of airborne particles. In this volume, many of the most distinguished researchers in the field provide a state-of-the-art overview of the scientific and medical research on ultrafine particles. Readership: Graduate students, academics, researchers, industrial scientists and engineers.

现代天体物理学前沿:从引力波到暗能量的观测性探索 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代天体物理学前沿图景,重点关注近年来观测技术取得突破性进展所揭示的宇宙新面貌。内容涵盖从极端引力场下的物质行为到宇宙学基本参数的精确测量,旨在构建一个将观测数据与理论模型紧密结合的知识体系。全书结构清晰,内容翔实,力求在保持科学严谨性的同时,兼顾不同专业背景读者的理解需求。 --- 第一部分:时空结构的动态观测 本部分聚焦于对时空结构本身及其极端扭曲现象的探测与理解。我们将详细剖析引力波天文学的诞生及其对经典物理学的挑战与验证。 第一章:引力波的探测与宇宙学意义 引力波作为时空本身的涟漪,是理解宏观宇宙动力学的关键窗口。本章首先回顾了广义相对论对引力波的预言,随后详述了激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座干涉仪(Virgo)的工程原理、噪声抑制技术以及首次探测(GW150914)的重大意义。 重点讨论内容包括: 1. 双黑洞并合的信号分析: 详细介绍波形建模(如数值相对论模拟)在参数估计中的作用,包括对黑洞质量、自旋和相对论性回归(Ringdown)阶段的分析。 2. 中子星并合(Kilonovae): 探讨GW170817事件如何将引力波观测与多信使天文学(Multi-messenger Astronomy)结合起来,揭示了快中子俘获过程(r-process)在重元素(如金和铂)产生中的核心地位。 3. 引力波在宇宙学中的应用: 阐述如何利用“标准警报器”(Standard Sirens)来独立测量哈勃常数($H_0$),以期解决当前宇宙学标准模型中的张力问题。 第二章:极端天体物理学中的强场效应 本章深入探讨在极高密度和强引力场下物质的物理状态,这是检验基础物理学极限的天然实验室。 超大质量黑洞(SMBHs)的形成与演化: 考察星系中心黑洞的观测证据、反馈机制及其对宿主星系演化的影响。讨论直接观测黑洞阴影(如事件视界望远镜 EHT 观测 M87 和人马座A)所提供的对光子环和视界附近时空几何的约束。 中子星的内部结构: 鉴于其密度可达原子核密度以上的物质状态,探讨当前对状态方程(EoS)的限制,包括如何通过最大质量、半径观测以及极端磁场天体(如磁星)的现象来推断夸克物质存在的可能性。 快速射电暴(FRBs)的物理起源: 综述近年来对这种毫秒级高能射电脉冲的观测进展,重点分析磁星模型、潮汐瓦解模型等主要起源假说,以及它们如何指向新生或极端紧凑天体。 --- 第二部分:电磁波谱的深空探测与宇宙演化 本部分关注利用先进望远镜技术在全电磁波谱范围内对宇宙演化关键阶段进行成像和光谱分析的研究成果。 第三章:早期宇宙的再电离与原初结构 本章聚焦于宇宙大爆炸后黑暗时代结束,第一批恒星、星系和准类星体形成的历史进程。 高红移星系的观测: 介绍詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)在近红外波段的革命性能力,展示对宇宙年龄不足10亿年时期的星系形成情况的最新认知,包括它们的金属丰度、恒星形成率和形态分布。 再电离时代的探测: 详细阐述利用21厘米谱线背景辐射(特别是SKA项目的前瞻研究)来绘制中性氢(HI)的分布图,从而精确界定再电离时代的起止时间。讨论早期类星体和第一代恒星(Population III)对再电离的贡献。 原初引力波背景的寻找: 概述利用宇宙微波背景(CMB)的偏振(特别是B模极化)来探测暴胀时期产生的原初引力波的努力,以及这对检验暴胀理论模型的关键性。 第四章:星系形成与演化中的反馈机制 本章探讨星系如何从微小涨落成长为今天的宏伟结构,重点分析驱动和限制恒星形成的各种反馈过程。 主动星系核(AGN)的能量输出: 分析来自低、中、高活动性星系核的辐射、喷流和风如何将热物质和金属从星系内部扫出(“热星系反馈”),以及这对星系内部分布和最终大小的影响。 宇宙学尺度上的气体流动: 结合数值模拟与观测(如低频阵列对温热星系晕的探测),讨论星系际介质(IGM)中物质的循环过程,包括冷流的吸积与热气体的冷却和沉降。 暗物质晕与星系结构: 探讨暗物质晕的质量函数和密度廓线如何决定了可见物质的分布,特别是对矮星系和低表面亮度星系中“核心/裁切”问题的最新解释。 --- 第三部分:宇宙学的未解之谜:暗物质与暗能量 本书的最后部分聚焦于构成宇宙绝大部分的未知成分,及其对宇宙学整体命运的影响。 第五章:暗物质的性质与直接/间接探测 本章系统梳理了对暗物质粒子性质的理论预期及其观测搜索策略。 间接探测的最新进展: 评估费米伽马射线空间望远镜和AMS-02等实验在寻找WIMP湮灭或衰变特征信号方面取得的约束,以及在银河系中心、矮星系等高密度区域的分析。 直接探测的挑战与前沿: 详述低温技术(如氙、氩探测器)在搜索弱相互作用大质量粒子(WIMPs)方面所面临的背景抑制难题,以及新型探测器技术(如超导纳米线、低阈值晶体)对轻量级暗物质候选体的潜力。 替代模型与天体物理证据: 简要讨论替代暗物质模型(如轴子、原初黑洞)的证据链,并重申旋转曲线、引力透镜和星系团动力学对现有暗物质模型的强力支持。 第六章:暗能量的动力学与宇宙学未来 本章将暗能量置于宇宙学演化的核心地位,探讨其本质以及对未来宇宙状态的预测。 宇宙加速膨胀的量化测量: 详细分析来自Ia型超新星(SNIa)巡天、大尺度结构(LSS)统计以及重子声学振荡(BAO)数据对暗能量状态参数 $w$ 的约束。重点讨论当前数据对 $w = -1$ 的偏离程度。 暗能量模型的检验: 对标准Lambda-CDM模型中的宇宙学常数进行批判性审视,并介绍对替代模型(如标量-张量引力理论、伴随场模型)的观测检验,例如利用早期宇宙(CMB)和晚期宇宙(SNIa/LSS)数据的联合分析。 宇宙学模型的局限性与张力: 总结当前宇宙学观测中的关键不一致性(如 $H_0$ 张力、$sigma_8$ 张力),并讨论这些张力可能预示着标准模型的修正,而非仅仅是系统误差。 --- 总结与展望 本书最后将展望未来十年内即将投入使用的下一代大型科学设施(如欧几里得空间望远镜、SKA、LISA等)将如何进一步深化我们对宇宙结构、物质状态以及基础物理定律的理解,预示着天体物理学将迎来又一个观测驱动的范式转变期。本书是高年级本科生、研究生及专业研究人员深入了解现代天体物理学核心议题的必备参考书。

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读后感

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用户评价

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我拿到这本书,主要是冲着它“大气”这个关键词来的,想着或许能了解一些关于天气预报、云的形成,或者酸雨这些宏观现象的成因。结果,这本书完全把焦点缩小到了一个极微小的尺度上,那种深入骨髓的“微观世界”让我有点措手不及。它几乎没有谈论宏观的天气变化或者气候模式,所有的笔墨都倾注在了那些直径小到皮米级别的粒子上。我记得有一章专门讲了生物气溶胶,探讨了细菌、花粉、真菌孢子等有机物在空气中如何成为凝结核。作者用非常严谨的实验数据和现场观测结果,证明了这些生物来源的颗粒物在某些特定湿度和温度条件下,对云的形成效率远超那些由工业排放产生的无机盐颗粒。这种跨学科的视角很有意思,让我意识到环境科学远比我想象的要复杂和精细。阅读过程中,我忍不住去思考,我们呼吸的空气,里面究竟混杂了多少我们无法感知的“生命残骸”和“工业灰烬”。这本书的语言风格非常学术化,大量引用了国际顶级期刊的最新研究成果,参考文献列表几乎占据了每一章的末尾,让人不得不佩服作者搜集资料的广度和深度。它不提供简单的答案,而是引导你提出更深层次的问题,非常适合那些希望在特定领域深耕的科研人员或研究生。

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这本书,说实话,拿到手的时候我有点犹豫。封面设计得相当朴素,感觉像是八十年代那种严肃的科学专著,没有太多花哨的东西,直接就奔着专业去的。我本来是想找点关于环境污染对健康影响的科普读物,毕竟现在雾霾天也越来越多了,心里总有点不安。但翻开目录,我立马意识到自己可能找错方向了。它不是那种告诉你“戴口罩比不戴好”的简单读物,它探讨的是那些肉眼完全看不见、但理论上对生态系统影响巨大的“超微颗粒”。一开始看绪论部分,作者就抛出了很多复杂的物理化学概念,什么气溶胶的形成机制、布朗运动、范德华力……我感觉自己仿佛又回到了大学课堂,那种面对公式和专业术语的晕眩感又回来了。我花了整整一个下午,才勉强啃完了前三章,主要聚焦在这些颗粒物是如何在不同大气层中迁移和转化的。书里对于不同粒径(比如小于十纳米的核凝结粒子和大于一百纳米的积累态粒子)的动力学行为描述得极其细致,用了很多复杂的数学模型来佐证观点。我一个非专业人士读起来,很多地方需要反复查阅相关的物理化学基础知识才能勉强跟上作者的思路,阅读体验算不上轻松愉快,更像是在进行一场智力上的攀登,充满了挑战性,但也隐约能感受到作者深厚的学术功底和对研究领域前沿的精准把握。它更像是一本为同行准备的“工具书”或“深度参考手册”,而不是面向大众的普及读物。

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这本书的装帧设计与其说是为了吸引读者,不如说是为了最大化信息承载量。字体紧凑,图表密集,几乎没有多余的留白。我印象最深的是其中一个关于“二次有机气溶胶”(SOA)形成的图表,那个结构图复杂到令人头皮发麻,展示了挥发性有机物(VOCs)在光化学反应下如何层层衍生出不同分子量和氧化的产物,最终沉降或悬浮在空气中。虽然我不太能完全理解其中所有复杂的化学方程式,但光是看着那张图,就能感受到大气化学反应链条的漫长和微妙。它不是一本可以躺在沙发上轻松阅读的书,你需要一个安静的书桌,充足的照明,以及随时准备好一支笔来标记重点和画下自己的疑问。我试着带着它去咖啡馆读了一会儿,结果发现自己完全无法沉浸其中,因为任何一点环境噪音都会让我瞬间丢失了对前文逻辑的跟进。这本书更像是一部“工具书”或者“参考手册”,它记录了该领域内被证实和正在被探讨的关键知识点,其价值在于其内容的权威性和信息的密度,而不是阅读的愉悦感。对于希望了解这些超微颗粒的物理化学性质,并掌握目前主流理论模型的读者来说,它无疑是一部宝贵的资源库。

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这本书的视角是如此的微观和集中,以至于我读完之后,对“大气”这个概念有了全新的、更具破坏性的认知。以往我觉得大气是一个巨大的、均质的混合体,但这本书告诉我,它其实是一个充满了各种尺寸和化学性质的“悬浮物组成的复杂介质”。作者在探讨颗粒物对太阳辐射的散射和吸收效应时,深入分析了不同折射率的颗粒如何影响地表接收到的能量,这已经触及到气候模型的核心敏感参数。书中提到了一些前沿的研究方向,比如“工程化”地向平流层注入反光气溶胶来抵御全球变暖的设想,并用大量的篇幅分析了这种干预可能带来的不可预知的副作用,比如对区域降水模式的扰动。这部分内容非常发人深省,它不再是纯粹的现象描述,而是上升到了对地球工程伦理的探讨。整本书在技术细节的扎实基础上,偶尔会闪现出这种宏大的、带有前瞻性的思考,让人在敬佩之余,也感到一丝不安。总而言之,这是一部深度聚焦于大气中看不见的“微小实体”的专业著作,它要求读者具备高度的科学素养和极大的耐心,才能从中汲取其深厚的知识养分。

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我对这本书的评价是:信息密度极高,但可读性偏低,且极度专业化。它几乎没有采用任何叙事手法来软化枯燥的科学内容。例如,在讨论颗粒物的“去除机制”时,作者没有使用任何类比或生活化的例子,而是直接抛出了颗粒物的沉降速率公式、湍流扩散系数等参数,并详细讨论了不同大气边界层高度下,这些参数如何受到温度梯度和风速垂直分布的影响。这种纯粹的、基于第一性原理的推导方式,对于那些只对“我们呼吸的空气为什么不干净”这一结果感兴趣的读者来说,可能会感到非常枯燥和晦涩。我甚至怀疑,即便是学大气科学的本科生,在没有相关课程铺垫的情况下,直接阅读此书也会感到吃力。这本书的价值主要体现在它对特定专业术语和理论模型的精准定义和全面梳理上。它仿佛在构建一个微观颗粒世界的“百科全书”,每一个概念都被放在一个严密的逻辑框架内进行阐述。如果你想知道某种特定污染物颗粒在不同气候带的半衰期是如何通过数值模拟得出的,这本书可能会给出答案,但如果你只是想知道如何改善你家小区的空气质量,那这本书显然超出了它的职责范围。

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