大气物理学(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

作  者:盛裴轩 等 定  价:69 出 版 社:北京大学出版社 出版日期:2013年09月01日 页  数:551 装  帧:平装 ISBN:9787301232354 ●篇 大气概论
● 行星大气和地球大气的演化
●第二章 地球大气的成分及分布
●第三章 大气压力
●第四章 大气分层和结构
●第二篇 大气物理基础
●第五章 地面和大气中的辐射过程
●第六章 大气热力学基础
●第七章 大气动力学基础
●第三篇 大气边界层物理
●第八章 大气湍流基础
●第九章 大气边界层
●第十章 非均一下垫面对边界层的影响
●第四篇 云和降水物理学与大气电学基础
●第十一章 云雾形成的宏观条件及一般特征
●第十二章 云雾降水形成的微物理过程
●第十三章 积云动力学及云模式简介
●第十四章 人工影响天气简介
●第十五章 大气电学
●第五篇 大气光学、GPS气象和大气声学
●部分目录

内容简介

盛裴轩等编著的《大气物理学（第2版）》是普通高等教育“九五”教育部重点教材。
《大气物理学（第2版）》共分五篇，即：大气概论；大气物理基础，包括大气辐射、大气热力学、大气动力学；大气边界层物理；云和降水物理学基础与大气电学；大气光学、GPS气象和大气声学。本书中的大气动力学部分相对比较精练，是从全书的完整性和系统性考虑而设这一章的。大气光学和大气声学部分在目前靠前同类教科书中比较有特色，不但介绍了大气光、声的现象，还比较深入地讨论了大气光学和声散射的基本理论，便于读者进行进一步的研究工作，GPS气象是近年来发展的比较新的领域。
《大气物理学（第2版）》是为高等院校大气科学系本科生编写的专业课教材，也可供相关专业的本科生或研究生以及从事大气科学和大气环境工作的人员学习和参考。

《大气物理学（第二版）》导读 本书并非一本关于“大气物理学（第二版）”这本书本身的介绍，而是旨在为读者深入理解大气物理学的核心概念、发展脉络、研究方法及其在现代科学和社会中的地位，提供一个全面而深入的导读。我们将从大气物理学的定义出发，探讨其研究对象、基本原理、重要分支，以及现代研究的前沿进展，同时兼顾其历史演进和未来展望，力求勾勒出一幅清晰而详尽的大气物理学图景。 一、 大气物理学：定义与核心 大气物理学，顾名思义，是一门研究大气层中各种物理现象、过程及其相互关系的科学。它关注的是大气圈这一复杂系统的物质组成、能量转换、动力学行为以及辐射传输等基础物理规律。简而言之，它是用物理学的视角来解读我们头顶那片广阔而变幻莫测的空间。 大气层并非一个均匀静止的介质，而是一个充满动态过程的活系统。从微观粒子（如水滴、冰晶、气溶胶）的相互作用，到宏观尺度上的天气系统（如风暴、气旋、锋面）的形成与演变，都遵循着基本的物理定律。大气物理学的核心任务便是揭示这些规律，理解其内在联系，并在此基础上建立理论模型，预测大气现象。 二、 研究对象与基本要素 大气物理学所研究的对象极为广泛，涵盖了从宏观到微观的各个层面： 大气成分与结构： 大气由氮气、氧气、氩气等多种气体组成，以及少量的温室气体、水蒸气和悬浮的固体、液体颗粒（气溶胶）。大气层的垂直分层（对流层、平流层、中间层、热层）及其各层独特的物理化学性质，是理解大气现象的基础。 能量收支与辐射过程： 太阳辐射是驱动地球大气运动的根本能量来源。大气物理学深入研究太阳辐射在大气中的吸收、反射、散射过程，以及大气自身的辐射平衡。这包括对温室效应的理解，这是维持地球温度的关键因素。热量的传输（对流、传导、辐射）在大气中的分配和转化，直接影响着大气的温度场和运动。 水循环与相变： 水在地球大气中的存在形式（水蒸气、液态水、固态冰）及其相互转化（蒸发、凝结、升华、凝华、融化、冻结）是大气物理学最活跃的研究领域之一。云的形成与发展、降水的产生机制，以及不同尺度的水汽输送，是天气和气候变化的关键。 动力学过程： 大气运动，即风，是大气物理学研究的核心内容。这包括行星尺度上的大气环流、中尺度天气系统的形成与演变（如台风、雷暴）、小尺度涡旋的产生等。流体力学、热力学、科里奥利力等物理原理是分析大气动力学的基础。 气溶胶与云微物理： 大气中的气溶胶（细小的固体或液体颗粒）对辐射传输、云的形成和降水过程具有至关重要的影响。气溶胶作为云凝结核和冰晶核，决定了云滴的初始形成与增长。气溶胶的来源、传输、化学转化及其在大气中的辐射效应，是当前研究的热点。 电磁现象： 雷电是大气中最壮观的电磁现象之一。大气物理学研究闪电的发生机制、电荷分离过程、以及闪电对大气化学和电离层的影响。此外，地球磁场与高层大气的相互作用也属于研究范畴。 三、 研究方法与工具 为了深入理解和模拟大气物理过程，科学家们发展了一系列先进的研究方法和工具： 观测： 地面观测： 气象站、探空气球（Radiosonde）提供温度、湿度、气压、风速等基本气象要素的垂直剖面信息。 卫星遥感： 各种气象卫星（如极轨卫星、地球同步卫星）能够提供大范围、连续的大气数据，包括云、气溶胶、辐射、温室气体浓度等。 雷达探测： 多普勒雷达能够探测降水粒子的大小、分布和运动，对于天气预报至关重要。 飞机和无人机观测： 用于近距离、高分辨率地探测特定区域的大气过程，如云的内部结构、气溶胶的分布等。 理论模型： 物理模型： 基于流体力学、热力学、辐射传输理论，构建描述大气中特定过程的方程组。 数值天气预报模型（NWP）： 将描述大气运动和物理过程的方程组在计算机上进行离散化和求解，以预测未来天气。 气候模型： 模拟地球系统的长期气候变化，包含大气、海洋、陆地、冰雪等圈层之间的相互作用。 实验室模拟： 在受控的实验环境下，模拟大气中的特定物理化学过程，如云滴的形成、气溶胶的化学反应等，以验证理论和模型。 数据分析： 利用统计学和机器学习等方法，分析海量观测数据，发现规律，提取信息，并用于改进模型。 四、 大气物理学的重要分支 大气物理学是一个庞大而综合的学科，可以根据研究对象和侧重点划分为多个重要分支： 动力气象学（Dynamic Meteorology）： 侧重于研究大气的运动，包括大气环流、天气系统的形成与演变、天气预报的动力学基础等。 辐射物理学（Radiative Physics）： 专注于研究太阳辐射与大气之间的相互作用，包括吸收、散射、反射过程，以及大气辐射平衡、温室效应等。 云物理学（Cloud Physics）： 深入研究云的形成、发展、结构、光学性质以及降水的发生机制。 大气化学（Atmospheric Chemistry）： 研究大气中的化学反应、污染物的转化与传输、臭氧层损耗、酸雨形成等。虽然与大气物理学有交叉，但更侧重于化学过程。 边界层物理学（Boundary Layer Physics）： 关注近地面的大气层，即行星边界层，其物理过程（如湍流、能量传输）对地表温度、湿度以及空气质量有直接影响。 高层大气物理学（Upper Atmospheric Physics）： 研究平流层、中间层、热层等高层大气的物理过程，包括臭氧层、电离层、极光等现象。 气溶胶科学（Aerosol Science）： 专门研究大气中悬浮颗粒物的物理化学性质、来源、传输、演变及其对气候、环境和健康的影响。 五、 现代研究前沿与挑战 当前大气物理学研究正面临着诸多挑战，也涌现出许多激动人心的新领域： 气候变化： 理解和预测全球气候变化是当前大气物理学最重要的任务之一。这需要精确模拟温室气体增加对能量平衡、水循环、极端天气事件的影响。 极端天气事件： 极端天气事件（如强降雨、干旱、热浪、强风暴）的频率和强度在全球变化背景下呈现出新的特点。如何准确预报和减轻其影响是紧迫的议题。 大气污染与空气质量： 气溶胶和各种污染物对人类健康和气候的影响日益凸显。研究污染物的形成、传输、转化及其与气候的反馈作用至关重要。 数值模型的不确定性： 尽管数值模型取得了巨大进展，但由于大气系统的复杂性和非线性，模型预测仍存在不确定性，尤其是在小尺度过程和长期预测方面。 数据同化与机器学习： 如何更有效地融合海量观测数据到数值模型中，以及如何利用机器学习来发现隐藏在大气数据中的规律，是提升模型精度和效率的关键。 地球系统的多圈层耦合： 大气不是孤立的，它与海洋、陆地、冰雪圈、生物圈之间存在复杂的相互作用。理解这些耦合过程对于准确模拟地球系统至关重要。 六、 结论 大气物理学是一门博大精深的科学，它不仅为我们揭示了天空中发生的种种现象背后的物理原理，更深刻地影响着我们的日常生活，从天气预报到空气质量，从农业生产到人类健康，无不与大气物理过程息息相关。通过持续的观测、理论研究和模型开发，大气物理学正不断向更深层次、更广领域拓展，为应对全球性挑战（如气候变化、环境污染）提供科学支撑。本书的导读旨在为读者构建一个系统而全面的认知框架，激发对这门迷人学科的深入探索。