Thermal Physics of the Atmosphere

Thermal Physics of the Atmosphere pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Ambaum, Maarten
出品人:
页数:256
译者:
出版时间:2010-6
价格:578.00元
装帧:
isbn号码:9780470745151
丛书系列:
图书标签:
  • 热力学
  • 大气科学
  • 大气热力学
  • 大气物理
  • 热物理
  • 大气科学
  • 气象学
  • 热传导
  • 辐射传输
  • 大气辐射
  • 大气动力学
  • 微气象学
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

Thermal Physics of the Atmosphere offers a concise and thorough introduction on how basic thermodynamics naturally leads on to advanced topics in atmospheric physics. The book starts by covering the basics of thermodynamics and its applications in atmospheric science. The later chapters describe major applications, specific to more specialized areas of atmospheric physics, including vertical structure and stability, cloud formation, and radiative processes. The book concludes with a discussion of non-equilibrium thermodynamics as applied to the atmosphere. This book provides a thorough introduction and invaluable grounding for specialised literature on the subject. Introduces a wide range of areas associated with atmospheric physics Starts from basic level thermal physics Ideally suited for readers with a general physics background Self-assessment questions included for each chapter Supplementary website to accompany the book

大气热力学导论:从基础原理到极端现象的探索 作者: [此处留空,以便读者想象一位资深气象学家或物理学家的名字] 出版社: [此处留空,旨在强调内容的专业性而非商业推广] --- 内容概述 本书旨在为对大气科学、气候学以及地球物理学有浓厚兴趣的学生和研究人员提供一个全面、深入且富有洞察力的大气热力学基础框架。我们摒弃了单纯的公式堆砌,而是致力于构建一个从微观分子运动到宏观天气系统演变的连贯叙事。全书内容围绕“能量、物质、平衡与输运”这四大核心支柱展开,重点阐述大气作为一个复杂开放系统的热力学行为和动力学响应。 本书的结构经过精心设计,旨在引导读者逐步掌握现代大气科学研究所必需的理论工具,并能自信地应用于实际观测数据的分析与数值模型的构建。 --- 第一部分:基本概念与分子基础 (Foundations and Molecular Basis) 本部分是建立后续复杂理论的基石。我们首先从经典热力学的基本公理出发,将其严格地应用于由气体(主要是干燥空气)构成的地球大气层。 第一章:气体的本构:干燥空气的热力学状态 本章详细考察了理想气体定律在不同气压和温度条件下的适用性与修正。重点讨论了等温线、等压面、绝热过程的严格定义。我们引入了比热容(定压 $C_p$ 与定容 $C_v$)的概念,并推导了它们之间的关系($gamma = C_p / C_v$),强调了在实际大气中,由于宏观运动引起的视在能量变化,而非仅是分子间碰撞所导致的能量变化。讨论了密度、比容与气体常数的实际测量与计算。 第二章:能量的转换与守恒:第一定律的应用 本章深入探讨了热力学第一定律(能量守恒)在气象学中的具体表达形式。我们详细推导了湿绝热廓线(Pseudo-Adiabatic Lapse Rate),这是理解云形成和垂直运动的关键。重点分析了: 1. 功的类型: 机械功与非机械功(如扩散、湍流输运)。 2. 潜热的释放与吸收: 详细解析了水汽凝结、蒸发、升华过程中的相变潜热,及其对大气稳定度的巨大影响。我们使用相图(如Clausius-Clapeyron方程)来定量描述这些过程。 第三章:平衡态、熵与第二定律的限制 本章将热力学的抽象概念具象化于大气环境。我们严格定义了热力学平衡的条件,并引出熵的概念。探讨了大气中不可逆过程(如湍流混合、摩擦耗散)如何导致总熵的增加。通过分析大气边界层的热力学梯度,解释了为什么热量总是倾向于从高温区向低温区传递,以及这种传递在行星尺度上是如何被地理和动力学因素所调控的。 --- 第二部分:湿空气与相变动力学 (Moist Air and Phase Dynamics) 湿空气是地球大气系统复杂性的主要来源。本部分将重点放在水循环和相变过程对热力学特性的调制作用。 第四章:湿空气的热力学参数 本章系统地介绍了描述湿空气状态的关键参数,包括:水汽分压、混合比(Mixing Ratio)、饱和水汽压。我们详细比较了露点温度、湿球温度和潜在温度(Potential Temperature, $ heta$)的物理意义,并推导出湿空气的有效比热容概念。特别强调了等温线上的空气抬升如何使湿空气的冷却率(湿绝热递减率)随湿度和气温的变化而变化。 第五章:热力学稳定度分析 (Thermodynamic Stability Analysis) 本章是天气预报和强对流研究的核心理论基础。我们不仅介绍了对流有效位能 (CAPE) 和抑制能量 (CIN) 的精确计算方法,还深入探讨了: 1. 静力稳定度判据: 垂直位移下的浮力效应。 2. 假相当位温 ($ heta_{es}$) 及其在湿绝热过程中的保守性: 阐明了 $ heta_{es}$ 如何成为区分湿空气团运动的理想示踪量。 3. 稳定度指数的局限性: 讨论了如粗略稳定度参数 (RSI) 等经验指标的物理意义和适用范围。 --- 第三部分:宏观大气中的热力学过程 (Macroscopic Thermodynamic Processes) 本部分将焦点从局部空气团转移到大规模的大气环流和动力学系统中。 第六章:气压与高度的关系:静力学方程的解读 本章从热力学与流体力学的结合点出发,推导并阐述了静力平衡方程。我们分析了气压随高度的变化率,并引入了气压梯度力的概念,解释了气压并非仅仅是上方空气柱的重量,而是描述气团内部能量分布和运动势能的关键变量。讨论了气压高度表的校准与误差来源。 第七章:绝热环流与大气环流的驱动力 本章探讨热力学驱动的宏观环流。重点分析了Hadley环流的简化热力学模型,其中太阳辐射加热和地球自转(科里奥利力,尽管主要是动力学因素,但与热力学驱动的质量输运紧密相关)共同作用。讨论了等熵面上的空气运动,以及热力风关系 (Thermal Wind Relation) 的物理推导,揭示了温度梯度如何控制大气中层和高层风场的分布。 第八章:湍流、混合与边界层过程 本章关注热力学能量和物质在近地面层的输运。我们使用相似性理论来描述中性、稳定和不稳定边界层条件下的热通量、动量通量和水汽通量的输运系数。详细分析了地表加热如何驱动表面通量,并建立了湍流通量与梯度之间的关系(如 Monin-Obukhov 相似理论的初步介绍)。 --- 第四部分:辐射、气候学与非平衡态 (Radiation, Climatology, and Non-Equilibrium) 本部分将热力学原理扩展到行星尺度的能量收支,并触及非平衡态的复杂性。 第九章:大气辐射学基础:能量输入与输出 本章建立大气热力学与辐射传输的桥梁。我们探讨了太阳短波辐射和地球长波辐射在大气中的吸收、散射和发射过程。重点讨论了温室效应的热力学基础——特定气体对长波辐射的吸收能力,及其对大气温度廓线稳定性的影响。引入了辐射平衡温度的概念,作为衡量行星能量收支的基准。 第十章:云的形成与辐射反馈 本章专门处理云层热力学。通过Köhler理论的简化模型,解释了云凝结核(CCN)在水汽过饱和过程中的作用。讨论了云的辐射冷却效应(对流层顶部的降温)与温室效应(底层增温)之间的复杂相互作用,这是气候反馈机制的核心。 第十一章:非平衡态与耗散结构 本书的最后部分将热力学概念推向前沿。我们探讨了当系统远偏离平衡态时,如在强烈的风暴或快速演化的天气系统中,经典热力学方程的适用性与局限。初步介绍了耗散结构理论(如 Ilya Prigogine 的工作)在理解大气中的自组织现象(如云带、螺旋结构)中的潜在价值。 --- 结语 本书的核心目标是使读者能够将抽象的热力学定律,转化为对日常天气现象和全球气候变化过程的清晰、定量的理解。通过对干燥空气、湿空气、边界层、乃至行星辐射平衡的系统性剖析,本书提供了一个坚实的研究平台,为进一步深入学习大气动力学、数值天气预报或气候建模奠定不可或缺的理论基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

我必须承认,《Thermal Physics of the Atmosphere》这本书在很大程度上改变了我看待世界的方式。它不再是单纯的课本,而更像是一部关于地球生命呼吸系统的史诗。作者以其卓越的洞察力,将那些关于热力学的概念,如熵增、热容、相变等,巧妙地融入到对大气复杂动态的描绘之中。我尤其被书中关于辐射传输的深入讲解所折服。它不仅仅是讨论了太阳辐射的到达,更是详细阐述了地球大气层如何吸收、反射和散射这些能量,以及不同气体分子在其中扮演的角色。这让我对温室效应有了更清晰、更科学的认识,也让我深刻理解了气候变化背后的物理机制。书中对大气能量收支的分析,堪称精彩绝伦。作者通过清晰的图示和数据,展现了地球如何在太阳辐射的持续注入下,维持着一个动态平衡。这就像是在为我揭示一个宏大的能量流动的网络,让我得以窥探到气候系统内部的运作规律。我常常在阅读时,脑海中会浮现出那些关于热量传递的图景,无论是通过辐射、对流还是传导,都在悄无声息地塑造着我们所处的气候。书中的案例研究,更是将理论与实践完美地结合。作者能够从实际的大气现象入手,层层剥茧,揭示其背后的热力学原理,让我感到豁然开朗。比如,书中对风暴系统形成的分析,就让我深刻理解了能量的不均匀分布如何驱动着大气运动,以及水汽的相变在其中扮演的关键角色。

评分

这本《Thermal Physics of the Atmosphere》绝对是我近期读到过的最具有启发性的一本书籍。它以一种极其引人入胜的方式,解构了大气中那些至关重要的热物理过程。在我看来,这本书的价值绝不仅仅局限于学术上的严谨,更在于它能够激发读者对自然界深刻的求知欲。作者在书中并非简单地罗列理论,而是巧妙地将复杂的物理概念融入到对大气现象的生动描述之中。我尤其被书中关于大气辐射平衡的章节所吸引。它详细阐述了地球从太阳吸收能量,并通过红外辐射向外散发能量的整个过程。这不仅仅是能量守恒的简单体现,更是理解气候变化的关键。书中对不同波长辐射的吸收和传输的分析,让我恍然大悟,原来我们看到的蓝天白云,以及那些我们感知到的阳光的热度,背后都蕴含着如此精妙的热力学原理。此外,书中对大气层结和大气动力学的探讨,也让我对天气的形成有了全新的认识。当我阅读到关于上升气流如何冷却、饱和水汽如何凝结形成云,以及能量是如何在垂直方向上传递时,我仿佛亲眼目睹了云的诞生和雨滴的形成。作者用清晰的语言和恰当的比喻,将这些原本复杂的概念变得通俗易懂。我常常会联想到日常生活中的一些现象,比如烧开水时蒸汽的上升,或是冬天窗户上的霜花,然后发现这些现象都能与书中的某些原理相呼应,这种联系让我感到非常惊喜。这本书的逻辑结构非常清晰,每一个概念的引入都循序渐进,层层递进,不会让人感到突兀或不知所云。我尤其欣赏作者在处理一些复杂数学公式时,并没有选择直接展示,而是通过深入浅出的解释,让我理解其背后的物理意义。这使得即使是对高等数学不太熟悉的读者,也能从中受益匪浅。

评分

翻开《Thermal Physics of the Atmosphere》,我立刻被卷入了一个由能量、温度和运动编织而成的大气世界。这本书就像一位知识渊博的向导,带领我深入探索我们头顶这片广阔而神秘的空间。我一直对天气变化充满好奇,但总是觉得隔着一层纱。这本书,则毫不留情地揭开了那层纱,让我看到了驱动这一切的幕后力量。作者对大气边界层物理学的详尽解读,彻底颠覆了我过去对“风”和“气流”的片面认识。我从未意识到,地面、海洋以及我们赖以生存的植被,是如何通过热交换与大气进行着永无止境的对话。书中对动量、热量和水分输送的细致分析,让我开始理解为什么某些地区会终年炎热,而另一些地区则寒冷刺骨,为什么会有季风,为什么会有如此多样的气候带。我尤其着迷于书中关于对流的研究。那种能量在垂直方向上的剧烈交换,不仅塑造了我们每天看到的天气现象,更是驱动着整个大气环流的重要引擎。作者用生动的语言描述了热力学第一定律和第二定律在大气系统中的应用,让我对能量的转化和耗散有了更深刻的理解。每一次阅读,我都能从中汲取新的养分,对大气这个复杂系统产生更深层次的敬畏。书中的案例分析也极具说服力,作者能够将抽象的理论与实际的大气现象巧妙地结合起来,让我能够更加直观地理解。例如,书中关于干热风形成机制的阐述,让我立刻想到了夏天时,那种灼热干燥的风吹过脸颊的感受,这种联系让科学变得触手可及。

评分

《Thermal Physics of the Atmosphere》这本书,它在我脑海中描绘出一幅幅壮丽的景象:阳光慷慨地洒向地球,热量在大气中穿梭,水汽悄然地改变着天空的颜色。作者以其卓越的才华,将那些深奥的热力学原理,如热平衡、绝热过程、相变等,巧妙地融入到对大气现象的生动描绘之中,让我仿佛置身于一个宏大的自然实验室。我之前对“风”的理解,仅仅是空气的流动,但读完书中关于压强梯度力、科里奥利力等对风的形成和运动的解释,我才真正明白了风的起源和规律。它不仅仅是空气的简单移动,更是地球能量分布不均所产生的必然结果。我尤其惊叹于书中对云的形成和降水过程的细致阐述。水蒸气如何在大气中凝结成微小的水滴或冰晶,这些微小的粒子又是如何聚集在一起,最终形成我们看到的云,并最终以降水的形式落下,整个过程充满了精妙的热力学计算和能量交换。这种从微观到宏观的视角,让我对大自然的运作机制产生了深深的敬畏。书中对不同气候带的形成和演变机制的分析,更是让我对地球的多样性有了更深的理解。

评分

这本书给我带来了意想不到的深刻体验,它仿佛带领我踏上了一段穿越大气层奇妙旅程。书中的每一个章节都如同一个个精心布置的站点,让我得以窥探那些塑造我们星球气候的无形力量。我从未想过,原来大气如此复杂多变,它不仅仅是我们呼吸的空气,更是一个充满活力、相互作用的巨大系统。作者以其非凡的洞察力,将那些看似抽象的热力学原理,转化为一系列引人入胜的故事和生动的案例。从阳光如何慷慨地洒向地球,到热量如何在不同层次间传递,再到水蒸气的微妙变化如何引发雷雨或干旱,一切都被描绘得淋漓尽致。我特别欣赏书中对“能量平衡”这一核心概念的深入剖析。它不再是教科书上冰冷的公式,而是被赋予了生命,让我切实感受到地球如何维持着一个动态的、却又相对稳定的状态。通过作者的引导,我开始理解为什么会有温室效应,为什么全球变暖是一个如此紧迫的问题,以及我们人类活动对这一平衡的潜在影响。书中的图表和示意图也功不可没,它们将复杂的数据和过程可视化,让我更容易理解和消化。例如,书中对辐射传输的描述,配以精美的图示,让我仿佛能看到光子在大气中穿梭,被吸收、反射、散射的整个过程。这种直观的理解,远比死记硬背公式来得更加深刻和持久。而且,作者的语言风格也相当独特,既有严谨的科学性,又不乏文学的韵味,读起来一点也不枯燥。我经常会在阅读的过程中,不自觉地停下来,抬头看看窗外,想象着那些我正在阅读的物理过程,真实地发生在我头顶的天空中。这本书不仅提升了我对大气物理学的认识,更让我对我们赖以生存的地球产生了全新的敬畏之情。它让我明白,我们每一个微小的行动,都可能在大气这个宏大的系统中产生涟漪效应。

评分

这本书,我必须说,它提供了一个全新的视角来审视我们赖以生存的大气层。它并非一本简单的科普读物,而是一次深入的、严谨的学术探索,却又不失引人入胜的魅力。作者将热力学的原理,如能量守恒、熵、相变等,以一种极其巧妙的方式,编织进了对大气现象的描述之中。我之前总是觉得,天气变化只是随机的,不可预测的,但是读完这本书,我才意识到,这一切背后都有着深刻的物理规律在支撑。书中对大气辐射的详尽分析,让我第一次真正理解了,为什么天空是蓝色的,为什么日落时天空会呈现出瑰丽的色彩。那些关于散射和吸收的原理,被解释得如此清晰,让我感到科学的美妙。我特别欣赏作者对能量平衡这一概念的强调。它不仅仅是关于能量的流入和流出,更重要的是,能量是如何在不同的尺度和不同的过程中进行转化的。我开始理解,为什么全球变暖是一个如此复杂且难以解决的问题,因为它涉及到地球系统内无数个相互关联的能量交换过程。书中对水循环的论述,更是让我大开眼界。水蒸气的含量、云的形成、降水的发生,每一个环节都充满了热力学的奥秘。我仿佛能够看到,水分子在大气中经历着无数次的蒸发、凝结、升华,而这些过程的驱动力,正是来自热能的传递。

评分

《Thermal Physics of the Atmosphere》这本书,它带给我的不仅仅是知识的增长,更是一种对大自然鬼斧神工的深深赞叹。作者就像一位经验丰富的导游,带领我穿越了大气层错综复杂的经纬,揭示了那些塑造我们气候的无形力量。我之前对“大气层”的理解,仅仅停留在它是一个我们呼吸的空间,但这本书让我看到了它是一个充满活力、相互作用的巨大能量转换系统。作者对热力学基本定律的阐述,以及它们如何在不同的气候区域发挥作用,让我感到无比震撼。我尤其被书中对“能量输送”的研究吸引。那些看似微不足道的温度差异,却能够驱动着巨大的气流,将热量从赤道输送到两极,维系着地球的整体能量平衡。我仿佛能看到,热量在高空中流动,在海洋中涌动,在陆地上蒸腾,这一切都在悄无声息地塑造着我们所经历的四季更替和气候变化。书中对水汽在热量传递中的作用的探讨,更是让我大开眼界。水蒸气的存在,不仅影响着湿度,更是能量的重要载体,它的相变过程,能够释放或吸收大量的热量,从而深刻影响着大气系统的稳定性。

评分

这本书,它绝对是一场关于大气物理学的思想盛宴。作者以一种极其引人入胜的方式,将那些原本枯燥的物理定律,赋予了生命,让它们在大气这个宏大的舞台上,奏响了一曲和谐而又充满力量的乐章。我之前对“热量”这个概念,总是停留在表面的感知,但在这本书中,我才真正认识到,热量不仅仅是温度的高低,更是一种能量,一种可以传递、转化、储存的能量。作者对热力学第一定律和第二定律在大气中的应用,进行了深入浅出的阐述,让我看到了能量如何在地球大气层中流动,以及这个过程是如何驱动着我们所看到的天气现象。我尤其着迷于书中关于辐射平衡的章节。它让我深刻理解了,地球如何从太阳那里接收能量,又如何将能量辐射回太空,以及这个微妙的平衡,是如何决定了我们地球的整体温度。书中对不同气体分子吸收和发射辐射能力的分析,也让我对温室效应有了更清晰、更科学的认识。我常常在阅读时,会不自觉地联想到生活中的一些场景,比如夏天晒太阳时感受到的热度,或是冬天炉火带来的温暖,然后发现这些日常的感受,都与书中描述的物理过程息息相关。这种将抽象理论与具体体验相结合的方式,极大地增强了我学习的兴趣。

评分

《Thermal Physics of the Atmosphere》这本书,在我阅读的过程中,带给我一种前所未有的深刻体验。它让我感觉自己仿佛置身于一个巨大的、生机勃勃的实验室,而我们的大气层,就是其中最令人着迷的实验对象。作者以其渊博的学识和清晰的逻辑,将那些复杂的热力学概念,如焓、熵、绝热过程等,如同巧匠一般,融入到对大气现象的细致描绘之中。我之前对“气压”这个概念,只是模糊的认识,但读完书中关于大气压力分布和其与温度、密度关系的阐述,我才真正理解了它的物理意义,以及它对风的形成所起到的关键作用。我尤其惊叹于书中对大气湍流的研究。那种看似杂乱无章的运动,背后却蕴含着深刻的能量传递机制。作者通过生动的语言和恰当的比喻,让我理解了能量是如何在不同尺度和不同方向上进行交换和耗散的。我仿佛能看到,空气在不断地翻滚、混合,将地面的热量带向高空,又将高空的寒冷带到地面。这种宏大的视角,让我对天气系统的形成和演变有了全新的认识。书中对大气中水汽的论述,更是让我感到欣喜。水蒸气不仅仅是空气的组成部分,它更是能量的重要载体。书中对潜热、显热的区分,以及它们在大气中的转化过程,让我深刻理解了为什么云的形成和降水的发生,会伴随着如此显著的温度变化。

评分

当我翻开《Thermal Physics of the Atmosphere》这本书时,我并没有预设它会给我带来如此深刻的改变。它不仅仅是一本关于大气物理学的书籍,更是一扇让我得以窥探地球“呼吸”的窗口。作者用一种极其精妙的方式,将抽象的热力学概念,如熵、焓、功等,转化为生动的语言和清晰的图示,让我能够直观地理解这些原理在大气系统中的作用。我之前总觉得“温度”只是一个简单的物理量,但在这本书中,我才意识到,温度的差异是如何驱动着能量的流动,如何影响着物质的状态,以及如何最终塑造了我们所经历的天气和气候。书中对大气中能量平衡的深入分析,让我对“温室效应”这一概念有了更深刻、更科学的认识。我开始理解,为什么地球能够保持相对稳定的温度,以及人类活动是如何打破这种平衡,从而引发全球变暖。我尤其着迷于书中关于大气动力学的论述,那些关于高压、低压系统,关于锋面,关于气旋和反气旋的解释,让我仿佛能够看到空气在不断地运动、碰撞、变形,从而形成各种各样复杂的天气现象。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有