Cold Region Atmospheric and Hydrologic Studies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Woo, Ming-Ko (EDT)

出品人:

页数:1000

译者:

出版时间:

价格:2870.00元

装帧:

isbn号码:9783540751359

丛书系列:

图书标签:

• 大气科学
• 水文研究
• 寒区
• 气候变化
• 冻土
• 水循环
• 气象学
• 环境科学
• 遥感
• 数值模拟

极地与高山地区大气与水文过程研究综述 本书旨在提供一个对地球上最具挑战性环境——极地和高山地区——大气与水文现象的全面、深入的科学考察。 它汇集了该领域前沿研究的最新成果，重点关注这些独特生态系统中复杂且相互关联的物理过程。本书的结构设计旨在引导读者从宏观的地球系统背景，逐步深入到微观尺度的物理机制，并探讨这些机制如何影响全球气候变化和区域水资源管理。 第一部分：极端环境下的能量与物质循环 本部分首先为读者奠定理解极地和高山水文气象学的基础。我们探讨了在极低温度、季节性光照变化和独特地形条件下，能量平衡和物质输送的基本原理。 第一章：极地冰盖与雪盖的辐射收支 本章详细分析了极地地区（如南极和格陵兰冰盖）和高海拔雪盖上方的辐射特性。重点讨论了冰雪表面高反照率（Albedo）对净辐射通量的影响，以及云层、气溶胶和水汽分布如何调制短波和长波辐射的收支。我们引入了先进的遥感技术和地基观测数据，评估了表面能量平衡在融化季和冻结季的差异，并讨论了冰面黑碳（Black Carbon）沉降对表面吸热能力（Absorptivity）的敏感性。 第二章：大气边界层动力学与混合过程 极地和高山地区的行星边界层（PBL）表现出显著的特殊性，尤其是在逆温层（Inversion Layer）频繁存在的夜晚或冬季。本章深入探讨了在强地表冷却和地形约束下，PBL的稳定度、混合效率及其对地表通量的影响。内容涵盖了地形摩擦、重力波的激发与耗散，以及如何通过湍流模型准确模拟边界层内水汽、热量和污染物的垂直输送。对于高山地区，山谷风系统和斜坡风的日变化循环是核心分析对象。 第三章：霜冻、冻融循环与土壤水文 本章聚焦于冰冻圈与地表水文的交界面。我们详细审视了土壤和岩石中的相变过程——霜冻和融化。分析了冰晶成核、生长动力学，以及冻结/融化前沿的移动如何影响土壤的导水率和持水能力。此外，本书还探讨了融化过程中的不饱和水流理论，特别是温度梯度驱动下的液态水和冰之间的迁移现象（如开尔文效应与开尔文-沃德效应），这对预测积雪融水入渗至关重要。 第二部分：水文过程与冰川动力学 第二部分将焦点从大气转移到水文系统本身，重点研究冰、雪、水三相的动态演化及其在全球水循环中的作用。 第四章：积雪水文：从降雪到融雪径流 本章是本书的核心内容之一，全面覆盖了积雪的形成、演变和最终产出。从微观的雪晶形态分类到宏观的雪层结构演化（如烧结、升华和重力压实），我们进行了细致的梳理。在水文应用方面，本章详细介绍了雪水当量（SWE）的测量方法（包括遥感反演和雪堆模型），并重点分析了融雪径流的产生机制，包括地表铺面流、次表层流和冰下水流，以及这些机制如何塑造流域的水文响应。 第五章：冰川物质平衡与动力学 冰川作为区域水库的代表，其变化对下游水资源具有长期影响。本章深入探讨了冰川的物质平衡方程，分析了积累区和消融区的能量驱动因素。动力学方面，本书阐述了冰川流动的基本原理，包括基底滑动、内部形变（Creep）以及剪切带的形成。我们利用新的GPS监测数据和冰盖模型，探讨了山地冰川（如喜马拉雅山脉、安第斯山脉）对气候变化的快速响应特征。 第六章：冰川和永久冻土的相互作用 本章研究了冰川融水与永久冻土（Permafrost）区域水文的复杂耦合。在后退冰川的前缘区域，融水径流如何激活受冻土层保护的物质，导致滑坡和泥石流等地质灾害。我们讨论了热力学控制下的冻土融化过程，包括融化对地下水补给、地表排水网络重塑的影响，以及由此产生的温室气体（甲烷和二氧化碳）释放的反馈机制。 第三部分：大气现象、气候驱动力与反馈机制 第三部分将视角提升到区域和全球尺度，关注极地和高山大气系统的特殊现象及其对气候系统的反馈作用。 第七章：极地气溶胶、云与辐射的反馈 极地云的特性（如低云覆盖率、冰晶含量）与中纬度地区存在显著差异。本章专门分析了低云在调节冰雪表面能量平衡中的关键作用。同时，本书关注了区域和长距离输送的气溶胶（如沙尘、生物质燃烧烟尘和火山灰）对云凝结核（CCN）和冰核（IN）浓度的影响，及其对云微物理过程和地表辐射通量的连锁反应。 第八章：高山水文气候的区域性驱动力：季风与西风带 高山气候的变率往往受到遥相关气候模态的深刻影响。本章详细剖析了对南亚和东亚高山水资源至关重要的季风系统（包括西南季风和东北季风）的变异性。对于北半球高纬度地区，西风带路径的变化如何通过冷锋和气旋活动，影响了区域的降水分布和温度异常。我们引入了ENSO、PDO等海洋-大气振荡对极地和高山天气系统极端事件的影响模型。 第九章：气候变化下的极端事件与水资源风险评估 本书的收官部分聚焦于未来情景下的管理与适应。我们分析了全球变暖背景下，极地和高山地区水文气象极端事件的频率和强度变化，包括冰川湖溃决洪水（GLOFs）、极端降雪事件以及干旱/洪涝交替。最后，本书提出了基于综合模型的风险评估框架，旨在为水资源管理者和政策制定者提供科学依据，以应对冰冻圈快速消融带来的挑战。 总结： 本书不仅是对现有知识的系统整理，更是一部前瞻性的研究指南，为地球科学、水文学、气象学及环境工程领域的研究人员和高级学生提供了深入理解地球寒冷区域复杂物理过程的权威参考。

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