Atmospheric Aerosols pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Spectrum Press

作者:Deepak, Adarsh (EDT)/ Deepak, Adarsh/ Workshop on Atmospheric Aerosols--Their Formation, Optical Pro

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頁數:0

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出版時間:

價格:960.00元

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isbn號碼:9780937194010

叢書系列:

圖書標籤:

• 大氣氣溶膠
• 氣溶膠化學
• 大氣科學
• 環境科學
• 大氣汙染
• 顆粒物
• 氣候變化
• 環境監測
• 大氣物理
• 遙感

《地球係統的動態平衡：從地錶到高層大氣的相互作用》 導言 本書旨在深入探討地球係統的復雜性，聚焦於驅動氣候變化、影響生態係統健康以及塑造人類居住環境的多個關鍵組成部分之間的精細平衡與動態交互。我們不再將大氣、海洋、陸地和生物圈視為孤立的係統，而是將其視為一個高度耦閤的巨型實體，其內部的能量、物質和信息流動構成瞭我們所依賴的生命支持係統的基礎。本書將係統地解構這一復雜結構，從微觀的物理化學過程延伸至宏觀的地球係統模型，為讀者構建一個全麵、深入且富有洞察力的理解框架。 第一部分：驅動地球係統的基本能量循環 地球係統的核心動力源於太陽輻射的輸入與地球自身的能量再分配。本部分首先細緻分析瞭太陽輻射的譜特性及其在大氣層、地錶和海洋間的吸收、反射與再發射過程。 第一章：太陽能的有效利用與地球熱力學 輻射平衡的精細調節： 詳細闡述瞭米氏散射和瑞利散射在短波輻射傳輸中的作用機製，以及溫室氣體吸收長波輻射的物理化學基礎。我們將深入探討雲層——作為地球反射鏡和保溫毯的雙重角色——的形成機製、光學特性及其對輻射強迫的貢獻。 能量的水平與垂直輸送： 聚焦於大氣環流（如哈德裏、費雷爾和極地環流）和洋流（如大洋溫鹽環流）如何作為地球的“中央空調係統”來重新分配熱量。我們將分析科裏奧利力如何塑造這些大規模運動的軌跡，以及中尺度天氣係統在區域氣候平衡中的瞬時作用。 第二章：水循環的驅動力與相變物理 水是連接大氣、水圈和生物圈的媒介。本章將水在地球係統中的旅程分解為幾個關鍵階段。 蒸發、凝結與降水效率： 探討瞭地錶能量平衡如何決定蒸發速率，並詳細分析瞭雲內冰晶與水滴的碰並增長機製。特彆關注瞭在不同氣候帶（如熱帶輻閤帶與極地地區）降水過程的差異性。 土壤濕度與地氣反饋： 考察瞭地錶植被覆蓋和土壤水分含量對邊界層湍流混閤和感熱/潛熱分配的影響。我們將使用最新的觀測數據來量化土壤乾燥反饋對區域性熱浪強度的貢獻。 第二部分：地球錶麵的物質交換與化學反應 地球錶麵的化學過程是物質循環的關鍵節點，直接影響著生態係統的生産力和大氣化學的本底狀態。 第三章：碳循環的古今變遷 碳循環是地球係統穩定性的基石。本章係統迴顧瞭碳在岩石圈、海洋、生物圈和大氣之間的長期與短期交換。 海洋碳匯的物理與生物泵： 深入分析瞭溶解過程（物理泵）和浮遊生物光閤作用（生物泵）的效率及其對大氣二氧化碳濃度的調控。重點討論瞭海洋酸化對碳酸鈣骨骼生物的結構性影響。 陸地生態係統的碳存儲與釋放： 考察瞭森林、泥炭地和永久凍土帶作為巨大碳庫的潛力與脆弱性。分析瞭微生物活動、土壤呼吸以及火災事件對碳釋放速率的動態控製。 第四章：生物地球化學循環：氮、磷與硫的交織 除瞭碳，氮、磷和硫的循環同樣決定瞭生態係統的邊界條件。 人類活動對氮循環的擾動： 詳細考察瞭哈伯-博施法閤成氨如何改變瞭自然界中固氮的速率，以及由此導緻的氮沉降對水體富營養化和溫室氣體（如氧化亞氮）排放的影響。 硫循環與酸性沉降的消退與重現： 探討瞭自然源（如火山和海洋浮遊生物）與人為源（如化石燃料燃燒）的硫排放，分析瞭氣溶膠硫酸鹽對地球輻射平衡的短暫冷卻效應，以及控製措施對區域酸雨的有效性。 第三部分：行星邊界層的復雜結構與湍流輸送 行星邊界層（PBL）是人類活動與大氣環境相互作用最頻繁的區域，其結構和混閤效率至關重要。 第五章：湍流混閤與物質的垂直輸送 PBL的動力學是決定地錶汙染物和溫室氣體稀釋能力的關鍵。 穩定與不穩定邊界層： 詳細對比瞭晴天白天發展的對流性混閤層與夜間形成的穩定地層（逆溫層）的特徵。分析瞭地錶熱力學不均勻性（如城市熱島效應）如何打破常規的混閤模式。 動量、熱量和水汽的湍流通量測量： 介紹瞭渦度協方差技術（Eddy Covariance）在精確量化地錶交換通量中的應用，並探討瞭在復雜地形下測量挑戰。 第六章：城市氣候與地錶改造的影響 城市作為人工生態係統，深刻地改變瞭其上覆邊界層的結構。 城市熱島效應的機製與量化： 剖析瞭城市錶麵材料（高熱容、低反照率）和幾何結構（峽榖效應）如何影響能量收支，並評估瞭其對城市空氣質量和居民熱舒適度的影響。 城市空氣質量與局部氣候反饋： 討論瞭城市排放的微粒物質和氣體如何改變局地輻射特性，以及城市排放源的垂直擴散路徑與區域天氣係統的耦閤。 第四部分：地球係統反饋機製與長期演變趨勢 本部分著眼於係統內部各要素之間的非綫性反饋，以及這些反饋如何塑造未來的氣候路徑。 第七章：氣候係統中的主要反饋環路 氣候係統的穩定性依賴於負反饋機製的製約，但正反饋機製可能導緻係統穿越臨界點。 冰雪-反照率反饋： 這是一個典型的正反饋過程，冰雪融化導緻地錶反照率降低，吸收更多太陽能，進一步加速升溫和融化。我們用定量模型評估瞭格陵蘭冰蓋和極地海冰損失的纍積效應。 雲反饋的巨大不確定性： 盡管雲在輻射平衡中至關重要，但它們在變暖背景下如何變化仍是模型間差異的主要來源。本章探討瞭高雲增厚和低雲減少對氣候敏感性的不同影響路徑。 第八章：地球係統的非綫性演變與臨界點 理解地球係統不僅需要分析穩態，更需要識彆可能導緻係統狀態發生突變（Tipping Points）的閾值。 北大西洋經嚮翻轉環流（AMOC）的減弱： 分析瞭格陵蘭冰蓋融化淡水注入對洋流動力的潛在衝擊，以及AMOC減弱對歐洲和北美地區氣候模式的深遠影響。 生態係統崩潰與生物多樣性喪失的級聯效應： 探討瞭氣候驅動的棲息地喪失如何通過食物網的斷裂，影響到關鍵的生物地球化學過程（如海洋固碳能力）。 結論 《地球係統的動態平衡》最終將所有這些要素整閤起來，強調瞭理解氣候變化問題的關鍵不在於孤立地研究某一因子（如大氣成分），而在於把握能量、物質和信息在各個圈層間的連續流動與耦閤。隻有通過跨學科的整閤視角，我們纔能更準確地預測未來的地球環境，並製定齣適應和減緩氣候影響的有效策略。本書為環境科學傢、氣候學傢、政策製定者以及所有關注地球未來命運的讀者提供瞭必備的參考和深刻的思考基礎。

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老實講，這本書的行文風格極其學術化，充斥著大量的縮寫詞匯，且幾乎沒有使用任何非正式的錶達來緩衝理論的密度。它就像一本極其詳盡的“技術手冊”，要求讀者具備極高的注意力集中度。我對書中關於氣溶膠“老化”過程的描述印象深刻，作者對二次有機氣溶膠（SOA）的生成路徑、氧化機製以及其對顆粒物液態含量的影響進行瞭極其深入的分析，並對比瞭數個箱模型（Box Model）對不同氧化劑（如OH、O3、NO3）貢獻率的預測差異。然而，在涉及“健康效應”的部分，內容則顯得非常簡略和保守，多以引用流行病學研究的結論為主，而沒有深入探討氣溶膠化學成分如何通過特定的生物標誌物影響細胞毒性，缺乏深入的生物物理化學交叉視角。對於關注環境健康風險的讀者而言，這本書提供的科學基礎足夠堅實，但在從基礎科學到實際健康風險的橋梁搭建上，似乎還留有很大的拓寬空間。它更側重於描述“氣溶膠是什麼”和“它如何影響輻射”，而不是“它對人類意味著什麼”，這種取嚮使得其應用價值的輻射麵稍微收窄瞭一些。

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這本書的敘事風格，老實說，像是一篇篇經過嚴格同行評審的、層層堆砌的學術論文集，缺乏那種能抓住普通讀者注意力的流暢敘事綫索。它似乎將重點放在瞭“我們知道什麼”以及“我們如何知道的”的證據鏈條上，而不是將這些知識點編織成一個引人入勝的故事。舉例來說，其中關於“氣溶膠-雲相互作用”（ACI）的章節，作者花費瞭大量的篇幅去梳理過去三十年來不同觀測方法（包括地基遙感、機載探測以及平流層探球數據）在量化雲凝結核（CCN）活性方麵的差異和局限性，這種詳盡的文獻迴顧令人欽佩其學術態度，但對於一個尋求對ACI有一個宏觀理解的人來說，信息密度過高，容易迷失在細節的泥沼中。我期待看到更多跨尺度的綜閤討論——比如，如何將微觀尺度的顆粒物老化過程，映射到全球氣候變化模型中去進行長期預估？書中雖然觸及瞭這些議題，但更多的是羅列瞭當前模型在銜接這些尺度上的技術瓶頸，而不是提供一套創新的、跨越尺度的分析框架。總而言之，它是一本值得在書架上供奉的參考書，用於查閱特定參數或驗證復雜理論的細節，但絕非一本可以讓人一口氣讀完，並且從中獲得啓發性洞見的“消遣讀物”。

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這部關於大氣氣溶膠的著作，無疑是一部令人印象深刻的專業力作，但坦白說，它更像是為已經深耕該領域的專傢準備的“武功秘籍”，而不是為初學者搭建的“入門階梯”。書中對氣溶膠的生成機製、輻射強迫效應以及它們與雲層相互作用的復雜數學模型和微物理過程的探討，簡直可以用“詳盡到令人望而生畏”來形容。我特彆欣賞作者在解析不同類型氣溶膠（如硫酸鹽、黑碳、有機碳等）對氣候係統反饋機製時所展現齣的那種近乎偏執的精確性。比如，關於海洋生物源氣溶膠（MSA）的區域性氣候影響分析，作者引用瞭大量最新的衛星觀測數據和區域氣候模型（RCMs）的模擬結果，用近乎教科書式的嚴謹邏輯，層層剝繭地展示瞭其對低雲反照率的潛在貢獻。然而，對於那些希望快速瞭解氣溶膠在城市空氣質量治理中扮演何種角色，或者想知道如何操作常用的大氣化學傳輸模型（如WRF-Chem）的讀者來說，這本書的深度可能就成瞭障礙。它假設讀者已經對大氣化學動力學和輻射傳輸理論有著紮實的背景知識，很多關鍵的簡化步驟和假設條件都是一筆帶過，沒有花時間去解釋那些基礎概念，使得閱讀過程變成瞭一場與高深理論的持續搏鬥，讓人在感嘆其專業深度的同時，也渴望得到一些更易於消化的案例分析或應用指南。

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閱讀《Atmospheric Aerosols》的過程，感覺就像是走進瞭一間堆滿瞭各種精密測量儀器和光譜分析儀的實驗室，空氣中彌漫著數據和公式的味道。這本書的價值在於它對氣溶膠光學特性的深入挖掘，特彆是對不同波長下消光係數、單次散射反照率以及不對稱因子這些核心參數的討論。作者對拉曼光譜和愛丁堡光度計測量結果的解讀非常細緻，深入到瞭顆粒物內部結構對散射特性的微小影響。然而，正是這種對精確測量的執著，使得本書在涉及氣溶膠的社會經濟影響或政策製定層麵時，顯得力不從心。例如，在討論到東亞地區PM2.5治理的案例時，書中更傾嚮於分析哪種化學成分（是硫酸鹽還是硝酸鹽）對能見度的影響更大，以及如何通過排放控製來降低其光學厚度，卻很少探討治理成本效益分析（Cost-Benefit Analysis）或者不同政策工具（如碳稅與總量控製）在不同經濟體中的適用性。對於環境規劃師或政策製定者而言，他們可能需要更直接地瞭解這些科學結論如何轉化為可操作的、具有政治可行性的措施，而這本書似乎更專注於將科學問題“純化”到物理和化學的層麵，略微疏忽瞭其在人類社會係統中的作用。

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這部作品的結構安排非常保守，嚴格遵循瞭從“粒子形成”到“傳輸沉降”再到“氣候效應”的經典大氣科學邏輯綫。這種綫性結構確保瞭內容的完整性，但犧牲瞭閱讀的趣味性。我特彆關注瞭其中關於氣溶膠在復雜地形中輸送的章節，作者詳細闡述瞭山榖風和局地環流如何影響汙染物羽流的垂直和水平擴散，並引用瞭湍流擴散理論中的最新進展。但奇怪的是，盡管本書涵蓋瞭如此廣泛的物理過程，對於“新齣現”的氣溶膠問題，比如室內氣溶膠源（如烹飪、蠟燭燃燒）與室外大氣傳輸的耦閤機製，似乎著墨不多，顯得信息更新速度上略微滯後於當前研究熱點。此外，全書的插圖和圖錶，雖然數據量巨大，但大多是純粹的麯綫圖和柱狀圖，缺乏示意性的流程圖或動畫式的解釋來幫助消化那些復雜的、多階段的化學反應網絡。如果能在關鍵的、難以理解的物理化學轉換點上輔以更具視覺衝擊力和解釋力的圖示，我想很多非專業齣身的讀者會更容易跨越閱讀的障礙，而不是被密集的數學錶達式淹沒。

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