Extreme Weather and Climate pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ahrens, C.Donald; Samson, Perry

出品人:

页数:450

译者:

出版时间:2010-2

价格:925.00元

装帧:

isbn号码:9781439049136

丛书系列:

图书标签:

• Extreme Weather
• Climate Change
• Meteorology
• Climate Science
• Natural Disasters
• Environmental Science
• Weather Patterns
• Global Warming
• Climate Variability
• Atmospheric Science

《风暴之眼：解析极端气候事件的科学与未来》 引言：地球脉搏的剧烈跳动 我们正生活在一个气候系统剧烈波动的时代。从创纪录的热浪到史无前例的洪灾，从肆虐的超级飓风到突如其来的极端干旱，地球的“脾气”似乎变得愈发难以捉摸。这些并非孤立的偶然事件，而是复杂气候动力学在当代背景下的集中体现。本书《风暴之眼：解析极端气候事件的科学与未来》旨在深入探究这些极端天气和气候现象背后的核心科学原理、驱动机制，以及它们对全球生态、社会和经济结构带来的深远影响。我们不满足于仅仅罗列灾难的清单，而是致力于揭示驱动这些极端事件的物理过程、数学模型与反馈回路。 第一部分：极端天气的物理学基础与分类 理解极端事件，必须从地球系统的基本物理学出发。本部分将构建一个坚实的科学框架，用以剖析大气、海洋和冰雪圈之间的相互作用。 第一章：气候系统的基础动力学 我们将首先回顾大气环流的基本模式，包括哈德里环流圈、沃克环流以及中纬度地区的西风带。重点解析地转平衡、科里奥利力在引导大气运动中的作用，以及中尺度与天气系统之间的尺度差异。理解这些宏观动力学，是解释局部极端现象的起点。 第二章：热力学驱动力与能量守恒 极端天气本质上是大气能量失衡的体现。本章深入探讨了水汽凝结、潜热释放、辐射强迫（吸收与发射）在天气发展中的关键角色。特别是，我们将详细分析“湿热不稳定”如何成为剧烈对流和强降水事件的能量温床。 第三章：极端降水事件的机制与分类 从局地性的暴雨到持续数周的季风洪涝，降水极端性是研究的重中之重。我们将剖析积雨云的垂直结构、锋面抬升机制、地形抬升（或称地形强迫）如何加剧降水强度。特别关注大气河流（Atmospheric Rivers）的输水能力及其引发的重大洪水案例，解析其水汽通量和垂直运动。 第四章：极端高温与热浪的形成 热浪的持久性和强度是当前最受关注的气候危害之一。本章聚焦于大气阻塞（Blocking Events）现象，解释高压脊如何长时间停滞，形成“热穹”（Heat Dome），并切断了正常的西风带。同时，我们将分析土壤湿度对地表反照率和感热/潜热分配的影响，阐明“干热反馈”机制如何自我强化热浪的烈度。 第五章：极端风暴系统的结构与演化 本部分深入探讨了热带气旋（飓风/台风）和温带气旋的结构差异、能量获取方式和强度阈值。对于热带气旋，我们将详细分析其眼墙置换周期、海洋热力学参数（如海表温度和海洋热力含水量）对快速增强（Rapid Intensification）的影响。对于温带气旋，我们将关注其与急流的耦合关系。 第二部分：极端现象的追踪、归因与模型 现代科学工具和计算能力的飞速发展，使我们能够更精确地追踪、模拟和量化这些极端事件。 第六章：气候变率的自然背景——ENSO与PDO 在研究人为气候变化影响之前，必须识别并量化自然气候变率的基线影响。本章重点分析厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）如何通过大气遥相关（Teleconnections）在全球范围内调制极端天气的发生频率和强度，例如它们对北美冬季风暴和南亚季风的影响。 第七章：极端事件归因科学（Attribution Science） 归因研究是连接气候科学与社会影响的关键桥梁。本章系统介绍“观测与模型对比”方法论，解释科学家如何利用复杂的集合模拟（Ensemble Simulations）来量化特定极端事件（如某次洪灾或热浪）在当前气候背景下发生的概率相较于前工业时代的增加幅度。 第八章：数值天气预报与气候模型中的极端情景 我们探讨了全球气候模型（GCMs）和区域气候模型（RCMs）在捕捉极端事件方面的进步与挑战。重点分析模型如何处理云微物理过程、边界层湍流等次网格尺度的参数化问题，以及高分辨率模型（Convection-Permitting Models）如何提升对强对流系统的预测精度。 第三部分：极端事件的复合影响与未来情景 极端天气并非孤立发生，它们往往以“复合型灾害”的形式出现，对社会韧性构成严峻考验。 第九章：复合型灾害的级联效应 本章专注于分析极端事件的连锁反应。例如，一次强降雨后引发的山体滑坡（泥石流），或持续干旱结束后突然到来的强降雨引发的“旱涝急转”现象。我们将研究海洋热浪与陆地热浪的叠加，以及极端风暴潮与高水位河流排放的协同作用。 第十章：对生态系统与生物多样性的冲击 极端事件对自然界的影响是直接且剧烈的。我们将审视热浪对森林冠层生理过程的胁迫，极端低温对海洋生物的致死效应，以及洪水对土壤侵蚀和生物栖息地重塑的影响。探讨物种适应速度与气候变化速率之间的“错位风险”。 第十一章：社会经济系统的脆弱性与适应策略 极端事件最终转化为社会和经济损失。本章从基础设施韧性、农业生产系统的抗逆性角度进行分析。讨论气候适应性规划的重要性，包括早期预警系统的优化、基于自然的解决方案（NbS）在减轻洪水风险中的应用，以及如何构建更加灵活的城市排水与能源系统。 结论：通往高韧性气候未来的路径 本书的最终目标是提供一个清晰、基于科学的视角，帮助决策者、规划者和公众理解我们所面临的极端气候现实。我们不仅要掌握极端事件的“如何发生”，更要着眼于“如何应对”。从基础物理到归因科学，再到复合影响评估，《风暴之眼》力求提供一份全面、深刻的科学指南，以应对这个由地球系统变化驱动的、充满不确定性的新气候时代。

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