The Earth's Atmosphere

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出版者:
作者:Saha, Kshudiram
出品人:
页数:392
译者:
出版时间:2008-5
价格:$ 270.07
装帧:
isbn号码:9783540784265
丛书系列:
图书标签:
  • 大气科学
  • 气象学
  • 地球科学
  • 环境科学
  • 大气物理
  • 大气化学
  • 气候学
  • 环境污染
  • 大气层结构
  • 地球环境
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具体描述

The book entitled "Atmospheric science and Global Warming" covers a wide area of the atmospheric science, focusing particularly on those physical and dynamical aspects of our environment which tend to create heat sources and sinks in the earth-atmosphere system and which it seeks to balance through circulation at different time and space scales. The processes of heat transfer in the atmosphere and ocean by general circulation and by waves and oscillations are discussed in detail. The heat balance of the atmosphere is discussed after taking into consideration the role of various types of greenhouse gases that may be present. In this context, the publication of the book will be very timely and is bound to be welcome by all those interested in knowing more about our atmosphere and the way it works, especially in the matter of such a contentious issue as global warming by greenhouse gases released by human activities on earth. Starting with the origin, composition and structure of the atmosphere, the physics part deals with the laws of heat and thermodynamics of dry and moist air, water vapour and its transformation into different phases and formation of cloud and rain under different stability conditions, solar and terrestrial radiation and their impact on the gaseous envelope in different layers of the atmosphere which create sources and sinks in different parts of the atmosphere especially in its boundary layers. The dynamics part discusses the various types of motion systems including the general circulation and waves and oscillations that operate in order to achieve heat balance in the earth-atmosphere system. The book entitled "The Earth's Atmosphere: An Introduction to its Physics and Dynamics" covers within its 19 Chapters and in about 450 pages a wide area of the atmospheric science, focusing particularly on those physical and dynamical aspects of our environment which tend to create heat sources and sinks in the earth-atmosphere system and which it seeks to balance through circulation at different time and space scales. The processes of heat transfer in the atmosphere and ocean by general circulation and by waves and oscillations are discussed in detail. The heat balance of the atmosphere is discussed after taking into consideration the role of various types of greenhouse gases that may be present. In this context, the publication of the book will be very timely and is bound to be welcome by all those interested in knowing more about our atmosphere and the way it works, especially in the matter of such a contentious issue as global warming by greenhouse gases released by human activities on earth. Starting with the origin, composition and structure of the atmosphere, the physics part deals with the laws of heat and thermodynamics of dry and moist air, water vapour and its transformation into different phases and formation of cloud and rain under different stability conditions, solar and terrestrial radiation and their impact on the gaseous envelope in different layers of the atmosphere which create sources and sinks in different parts of the atmosphere especially in its boundary layers. The dynamics part discusses the various types of motion systems including the general circulation and waves and oscillations that operate in order to achieve heat balance in the earth-atmosphere system. Between the two parts, the book offers a comprehensive treatment of the science of our atmosphere.

《星际航行概论:从理论到实践的跨越》 第一部分:基础理论与动力学(约400字) 本书深入探讨了人类在浩瀚宇宙中进行远距离、甚至代际际航行的物理学和工程学基础。它摒弃了对已知的太阳系内移动的简单叙述,而是聚焦于突破现有技术瓶颈的可能性。 引言:超越开普勒定律的束缚 在深入研究曲速驱动和虫洞理论之前,我们必须对牛顿和爱因斯坦的经典力学框架进行重新审视。本书的开篇部分详尽解析了如何利用高维空间理论来绕过传统火箭推进的能量限制。我们首先回顾了“零点能量提取”的理论模型,讨论了从量子真空涨落中获取有效推进力的可行性,并详细推导了相关的能耗方程。 曲速场(Warp Field)的精确数学建模 第三章是本书的核心之一,它完全致力于对阿尔库拜尔(Alcubierre)度规的修正与优化。我们不再满足于仅仅“弯曲”时空,而是引入了“定向张量场”的概念,用于在航行路径上创造一个可控的、能量效率更高的局部时空泡。书中包含了数个复杂的偏微分方程组,用于模拟在接近光速的有效速度下,飞船周围时空结构如何保持稳定,避免产生灾难性的普朗克尺度能量回馈。其中,对负质量等效物质(Exotic Matter)的需求量和分布模式进行了前所未有的细致计算,并提出了通过高强度电磁场耦合来模拟或替代其效应的替代方案。 惯性阻尼与空间锚定技术 长距离、高加速度航行对乘员的生理结构是致命的。本书详细阐述了“动态惯性补偿系统”(DICS)的工作原理。这不仅仅是简单的G力抵消,而是通过在飞船内部建立一个与外部时空相对静止的“内部参考系”。这部分内容包含了对超导磁流体动力学在惯性补偿中的应用分析,以及如何利用引力波干涉仪实时监测并修正飞船在非均匀引力场中的姿态漂移。 第二部分:星际动力系统与推进技术(约450字) 本部分从工程实践的角度,剖析了实现星际旅行所必需的几大类核心推进技术,重点是反物质湮灭反应堆与先进核聚变引擎的设计挑战。 反物质驱动系统的可靠性与存储 反物质——宇宙中最纯粹的能量源——是实现远距离航行的关键。本书重点分析了当前反物质生产的效率瓶颈,并提出了“磁阱约束系统”的第三代设计方案,该方案能够稳定地储存克量级的反氢,并将泄漏率降至每百万年低于0.001%。我们详细描述了“反应室几何形状”对湮灭能量提取效率的影响,引入了“渐变磁场聚焦器”来确保湮灭产物(如高能伽马射线和中微子)能以最佳角度导入能量转换模块,避免热损耗。 等离子体与聚变推进器的迭代发展 对于无法立即实现曲速的阶段,先进的聚变推进仍是主力。书中详细对比了D-T(氘-氚)、D-³He(氘-氦三)以及更具前景的质子-硼11(p-B11)聚变反应堆的推进性能。重点在于对“磁约束喷口”的设计优化。为了达到接近光速的有效速度,喷口必须能将高能等离子体约束至极高的密度和温度,同时防止等离子体对反应堆结构产生侵蚀。我们展示了利用拓扑绝缘体材料制造的超强磁镜阵列如何解决这一工程难题。 直接能量传输与信标技术 在探索遥远星系时,对持续能量补给的需求是现实的。本章探讨了“定向高能激光推进”(Beamed Propulsion)的可行性。这涉及到从母星系发射的强大能量束如何精确锁定并驱动无人探测器或远程模块。书中计算了在大气层穿透、星际尘埃散射以及目标接收器效率下的能量损失模型,并提出了基于量子纠缠密钥的超光速校准机制,以确保能源束的指向精度始终维持在角秒级别。 第三部分:生命支持、星际环境与长期生存(约450字) 远超数代人的旅程,对生态系统、生物技术以及心理适应性提出了极高的要求。 闭环生态系统的稳定化(Biosphere Sealing) 星际飞船不再是简单的载具,而是微型生态行星。本部分详细分析了如何建立一个真正“闭合”的生命支持系统。我们聚焦于微生物群落的动态平衡,探讨了如何利用基因编辑技术优化藻类和细菌,使其能更高效地回收二氧化碳、净化水循环,并补充必需的维生素和氨基酸。书中提供了数个“冗余冗余”的生态模块设计图,以应对单一物种崩溃的风险。 辐射防护与时空效应的应对 深空环境充斥着高能宇宙射线和暗物质粒子。本书提出了“主动防御壳层”的概念,该壳层结合了强磁场偏转和高密度氢化锂屏蔽层。更具挑战性的是,在接近光速航行或穿越引力异常区域时,乘员可能面临时间膨胀和时空扭曲带来的感知错位。我们详细介绍了“神经时间同步器”的工作原理,该设备通过微调神经化学信号的传递速率,确保乘员的主观时间感与飞船内部的物理时间保持一致,从而预防严重的心理脱节。 人工智能与自主决策系统 鉴于通信延迟可达数十年乃至数百年,飞船的决策权必须下放给高度自治的AI。本章审视了构建“道德逻辑矩阵”的必要性,该矩阵确保AI在面对突发灾难(如系统故障、未知生物接触或资源枯竭)时,能做出符合最大生存几率和既定伦理框架的决策,而非单纯的计算优化。 第四部分:跨越界限:接触与定居(约200字) 最终,本书将目光投向目的地。 系外行星的初步环境评估 在抵达目标星系后,对行星环境的快速、非接触式评估至关重要。我们分析了如何利用高分辨率引力透镜阵列来分析系外行星大气成分(排除《地球大气层》中的传统模型),寻找生命存在的生物标记。重点在于区分“技术文明痕迹”与自然过程产物的能力。 星际探索的社会学基础 本书以对“第一接触”协议的深入探讨作为结尾。这不仅关乎技术安全,更关乎人类文明的自我定位。它思考了在一个全新的生态系统中,如何重建社会结构、法律体系以及文化认同,确保远航者在新的家园中延续文明的火种,而不是成为历史的复制品。这本书为所有致力于探索未知的人,提供了一份跨越物理、工程与哲学的路线图。

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