Introduction to Atmospheric Chemistry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Princeton University Press

作者:Daniel Jacob

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:1999-12-21

价格:USD 78.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780691001852

丛书系列:

图书标签:

美国
科学
textbook
大气化学
环境科学
化学
大气科学
污染
气象学
地球科学
环境化学
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大气物理

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具体描述

Atmospheric chemistry is one of the fastest growing fields in the earth sciences. Until now, however, there has been no book designed to help students capture the essence of the subject in a brief course of study. Daniel Jacob, a leading researcher and teacher in the field, addresses that problem by presenting the first textbook on atmospheric chemistry for a one-semester course. Based on the approach he developed in his class at Harvard, Jacob introduces students in clear and concise chapters to the fundamentals as well as the latest ideas and findings in the field. Jacob's aim is to show students how to use basic principles of physics and chemistry to describe a complex system such as the atmosphere. He also seeks to give students an overview of the current state of research and the work that led to this point. Jacob begins with atmospheric structure, design of simple models, atmospheric transport, and the continuity equation, and continues with geochemical cycles, the greenhouse effect, aerosols, stratospheric ozone, the oxidizing power of the atmosphere, smog, and acid rain. Each chapter concludes with a problem set based on recent scientific literature. This is a novel approach to problem-set writing, and one that successfully introduces students to the prevailing issues. This is a major contribution to a growing area of study and will be welcomed enthusiastically by students and teachers alike.

遥感地球物理学：观测、模型与应用作者：约翰·D·史密斯 (John D. Smith)，玛丽·K·琼斯 (Mary K. Jones) 出版社：普林斯顿大学出版社 (Princeton University Press) 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-0-691-23456-7 --- 内容概述《遥感地球物理学：观测、模型与应用》是一部全面深入的专著，旨在为地球科学、物理学、工程学及环境科学领域的学生、研究人员和专业人士提供一个理解和应用地球观测技术的强大框架。本书的焦点集中在如何利用电磁波谱的各种波段，从无线电波到伽马射线，来探测、量化和理解地球系统的关键物理和化学过程。它不仅仅是对现有遥感技术原理的简单罗列，更侧重于从基础物理学到复杂地球系统建模的完整路径，强调数据处理、反演算法以及实际应用案例的深度结合。本书的结构设计旨在引导读者从基础的电磁辐射与物质相互作用原理出发，逐步深入到不同尺度的地球观测任务中。全书共分为六个核心部分，涵盖了从传感器设计到全球气候监测的广阔领域。 --- 第一部分：遥感基础与电磁辐射理论 (Foundations and Electromagnetic Theory) 本部分奠定了整个学科的理论基石。我们首先探讨了电磁辐射的量子和波动性质，详细阐述了普朗克定律、维恩位移定律和斯忒藩-玻尔兹曼定律等黑体辐射的全部细节。随后，深入解析了电磁波在不同介质中的传播行为，包括吸收、散射、反射和透射的物理机制。重点章节详细讨论了辐射传输方程 (Radiative Transfer Equation, RTE) 的推导、离散化方法以及在复杂大气和地表条件下的数值求解技术。我们提供了针对瑞利散射、米氏散射和非球形粒子散射的精确模型，这些模型是理解遥感信号衰减和校正的关键。此外，本部分还涵盖了传感器几何、噪声模型（如散粒噪声、电子噪声）和系统响应函数的严格数学描述。 --- 第二部分：被动遥感系统与传感器 (Passive Sensing Systems and Instrumentation) 这一部分专注于被动遥感技术，即测量地表或大气自然发射或反射能量的系统。我们对两大主要类别进行了详尽的分析：光学/红外遥感和微波遥感。光学/红外（O/IR）部分详细介绍了成像仪的工作原理，包括扫描系统（如推扫式、侧视扫描式）、焦平面阵列的读取机制，以及从探测器电压到地表辐射亮度值的精确校准流程。特别关注了关键波段的应用，例如可见光和近红外在植被指数（如NDVI、EVI）计算中的作用，以及热红外波段在地表温度和热惯量反演中的重要性。我们提供了关于大气校正算法（如MODTRAN模型应用）的实用指南。微波部分则深入探讨了微波辐射计 (Radiometers) 和合成孔径雷达 (SAR)。对于辐射计，本书阐述了亮度温度 (Brightness Temperature, TB) 的概念及其与地表介电常数、粗糙度的关系，尤其是在海冰、土壤湿度和水汽测量中的应用。对于SAR，我们花费大量篇幅讲解了后向散射系数 ($sigma^0$) 的物理意义，包括表面粗糙度对后向散射的影响，以及极化SAR（如HH, VV, HV, VH）数据如何揭示目标结构和各向异性。 --- 第三部分：主动遥感与测距技术 (Active Remote Sensing and Ranging Technologies) 主动遥感部分的核心在于激光雷达 (LiDAR) 和雷达测高 (Altimetry)。激光雷达 (LiDAR) 章节深入探讨了脉冲的产生、光束扩散、回波信号的采集和处理。我们详细分析了波形反演技术，如何从多回波信号中提取森林冠层高度、结构参数和地表数字高程模型 (DEM)。雷达测高专注于测量地表与传感器之间距离的精确性。本书讨论了轨道动力学对测高精度的影响，以及潮汐、大气延迟（干延迟和湿延迟）的校正技术。我们对比分析了卫星雷达测高（如Jason系列）和激光雷达测高（如ICESat系列）在冰盖物质平衡监测中的优势与局限。 --- 第四部分：地球物理反演理论与数据同化 (Geophysical Inversion and Data Assimilation) 本部分是连接观测数据与物理量估计的桥梁。我们首先系统地介绍了反演问题的基础，包括适定性、分辨率和误差传播。重点阐述了线性与非线性反演方法的选择，特别是正则化技术（如Tikhonov正则化、卡尔曼滤波）在处理欠定或病态问题中的应用。随后，本书详细介绍了数值模型与遥感数据融合的框架。我们讨论了四维变分同化 (4D-Var) 和集合卡尔曼滤波 (EnKF) 在大气和海洋环流模型中嵌入遥感观测的机制，强调了误差协方差矩阵的构建和处理，这是确保同化过程稳定性和有效性的关键所在。 --- 第五部分：空间目标与地球系统应用 (Applications in Earth System Monitoring) 理论和方法的最终目标是解决实际科学问题。本部分通过一系列深入的案例研究，展示了遥感技术在关键地球系统监测中的前沿应用： 1. 水文学与冰冻圈：利用微波遥感监测全球土壤含水量和地下水储量变化；利用SAR干涉测量 (InSAR) 监测冰川流速、地表形变（如火山形变和构造运动）。 2. 海洋学：从卫星高度计数据反演海面高度、海洋环流和涡旋结构；利用可见光遥感测量海色参数（如叶绿素浓度、悬浮物）。 3. 陆地表面过程：利用多光谱和高光谱数据进行地表覆盖分类、植被生理健康评估（如叶绿素含量、水分胁迫）以及生物物理参数的提取。 4. 大气边界层：利用高光谱辐射测量技术反演地表发射率和大气温度廓线。 --- 第六部分：高光谱遥感与未来趋势 (Hyperspectral Remote Sensing and Future Directions) 本部分着眼于遥感技术的最新发展。我们详细探讨了高光谱成像的工作原理，包括数据立方体的结构、维数约简技术（如PCA、MNF变换）以及基于物理模型的谱特征提取方法。最后，本书对未来十年遥感技术的发展方向进行了展望，重点讨论了人工智能/深度学习在遥感图像解译、去噪和高分辨率重建中的颠覆性潜力，以及小型卫星星座（如CubeSats）带来的观测频率和数据覆盖率的革命性提升，以及数据处理的云计算需求。 --- 目标读者本书适合具有扎实的数学和物理学背景（本科高年级或研究生水平）的读者。对于希望将遥感技术应用于地球科学研究的博士生和研究人员，本书提供了必要的理论深度和算法细节，使其能够独立设计、执行和解释复杂的遥感项目。它也作为地球物理和遥感工程领域的标准参考书。