全球视角下的大气化学 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

适读人群 ：大专院校和科研院所环境、化学、大气科学等专业的本科生、研究生、教师及研究人员，以及从事全球环境管理、大气环境科学与污染控制的科技人员
我国空气污染日益严重，本书从大气角度对雾霾的根本成因进行介绍，给与人们解决雾霾问题直接的方法

内容简介

大气环境与人类息息相关，本书从全球视角介绍了地球大气组成、现状和发生的化学过程，包括对流层气相化学、气溶胶和云内化学过程、平流层臭氧化学；总结了人类活动引起的大气化学组分变化及其全球效应，包括短波紫外辐射变化、气候变化和酸沉降。
本书结构简明、层次清晰；内容全面系统、高度概括、信息量大。本书可作为大专院校和科研院所环境、化学、大气科学等专业的本科生、研究生、教师及研究人员的参考书，还可供从事全球环境管理、大气环境科学与污染控制的科技人员参考。

目录

译者序
原书前言
第1章基础1
1.1大气组成和热结构1
1.2大气输送和混合4
1.3微量气体5
1.4气溶胶和云8
1.5多相气相反应和光化学反应9
1.6多相和液相反应13
1.7干沉降和湿沉降15
1.8大气过程的计算机模拟17
参考文献18
第2章对流层气相化学19
2.1简介19
2.2对流层微量气体的预算和分布21
2.2.1CO21
2.2.2CH427
2.2.3氢32
2.2.4挥发性有机物36
2.2.5NOx44
2.3对流层的化学反应56
2.3.1对流层OH光化学的基本特征56
2.3.2农村低层对流层中HOx反应循环的定量分析64
2.3.3高层对流层中OH化学70
2.3.4非甲烷烃对OH的影响73
2.3.5OH自由基的测定78
2.3.6OH的对流层影响81
2.3.7全球OH的时间变化82
2.3.8与O3和NO3的氧化反应83
2.4O3对流层循环87
2.5小结95
参考文献96
第3章对流层气溶胶和云化学103
3.1简介103
3.2气溶胶和云的物理化学104
3.2.1气溶胶颗粒的源104
3.2.2对流层气溶胶的尺寸分布108
3.2.3气溶胶颗粒的吸湿生长和成核清除110
3.2.4云和雨形成的物理描述112
3.2.5气体在云内的相分配114
3.2.6气溶胶的化学组成118
3.2.7云水的化学组分120
3.2.8对流层气溶胶的沉降过程和停留时间122
3.3参与气溶胶和云化学的微量气体的循环123
3.2.1氨123
3.3.2对流层中的硫化合物126
3.4水相化学反应135
3.4.1云的基本化学135
3.4.2氮化学137
3.4.3SO2的氧化138
3.4.4过渡金属的影响141
3.5多相化学反应146
3.5.1液态和固体表面微量气体的反应性吸收147
3.5.2与海盐颗粒反应148
3.5.3与矿物颗粒的反应150
3.6小结152
参考文献153
第4章平流层化学163
4.1简介163
4.2平流层O3的形成和分布164
4.2.1太阳辐射及其光化学效应165
4.2.2只存在氧的大气中的奇氧化学166
4.2.3O3的全球分布171
4.3O3破坏催化剂化学和它们的源气体174
4.3.1催化O3破坏和催化剂源气体174
4.3.2H2O、CH4、H2和HOx催化剂177
4.3.3N2O和NOx催化剂181
4.3.4氯代烃(CH3Cl、CHF2Cl、CFCl3、CF2Cl2、CCl4、CH3CCl3、CFCl2CF2Cl)和
ClOx催化剂185
4.3.5溴代烃（CF2ClBr、CF3Br、CH3Br）和BrOx催化剂190
4.3.6催化剂之间的耦合反应194
4.4气溶胶和极地平流层云存在时的平流层化学196
4.4.1硫酸盐气溶胶和PSC196
4.4.2多相化学199
4.4.3卤间化合物循环催化破坏O3204
4.4.4极地春天O3的耗竭206
4.5平流层O3的趋势208
4.5.1全球趋势208
4.5.2Pinatubo山异常211
4.5.3南极O3洞212
4.5.4北极区域：北极O3洞？214
4.5.5模型推测的O3趋势：过去和将来219
4.6小结与结论222
致谢223
参考文献223
第5章全球变化及后果231
5.1UV辐射变化231
5.1.1简介231
5.1.2影响地球接收太阳光UV辐射的因素231
5.1.3UV辐射的生物效应237
5.1.4UV辐射变化引起的对流层化学效应239
5.1.5观测UV-B辐射的变化与趋势240
5.1.6小结与结论245
致谢246
5.2气候变化246
5.2.1简介246
5.2.2地球辐射收支的基本原理247
5.2.3地球大气中的红外活性组分248
5.2.4辐射强迫和全球变暖潜势256
5.2.5气候响应和气候反馈260
5.2.6近期气候变化和未来趋势预测262
5.2.7小结与结论266
5.3酸沉降267
5.3.1简介267
5.3.2大气酸度来源268
5.3.3中和过程与中和平衡273
5.3.4酸沉降机制275
5.3.5酸沉降的空间分布和时间趋势275
5.3.6小结284
参考文献285
附录292
附录A气相反应292
附录B多相反应295
附录C液相反应297
参考文献298
参考文献307
附录319
附录 A气 相 反 应319
附录B多 相 反 应323
附录C液相反应325
参考文献327

前言/序言

过去25年来，人类对于大气化学物质物理化学行为的认识取得了长足的进步，部分是出于解决复杂环境问题的需要，但大部分是开展大气微量组分分布、转化的物理化学原理等基础研究的结果，这方面的持续努力使得大气化学成为一个新的科学分支。
类似于许多新的科学领域，大气化学的发展非常迅猛。这一方面归功于实验室和现场研究，同时也有赖于化学—动力学计算模拟的发展与持续改进。目前地球大气应被认为是一个认识较清楚的地球物理单元。大气化学领域遇到的问题之一是需要大量的信息以详细地描述其复杂性，需要借助许多其他相邻学科的知识。虽然物理化学、分析化学和气象学已经做出了主要贡献，但不少信息也来自于海洋学、地理学、土壤科学、植物生理学等学科。这反映出大气并不是脱离于地球其他圈层的事实，许多微量气体的循环受到这些圈层中排放源强度和汇的影响。人类是影响大气系统的另一因素，而且日益重要。
大气化学涉及的对象包括从行星边界层到100km高度的整个地球大气层。较低的区域可以通过飞机、气球和火箭进行探测，而近年来卫星极大地提高了对高层大气的了解。因此目前人们能认识整个大气的物理化学过程,而且卫星可以实现真正的全球观测。
在一本书中不可能对现有的知识做全面总结，因此只能有所选择。本书聚焦于大气的主要组成部分：对流层和平流层的全球化学，不包括边界层碳氢化合物复杂氧化途径造成的局部空气污染问题。大气化学主要源自气相组分间的反应，所以本书主要探讨这些内容。此外，气溶胶表面和云内的化学转化也越来越受到关注，因此本书也将对此进行讨论。
大气化学一个主要的关注点是由于人类活动而引起的化学组分变化。虽然在地球历史中大气就不是稳定不变的，但有许多证据表明人类的影响在日益上升，危害到生物现在的存在形式。因此，这方面的变化包括UV-B变化、气候变化和酸沉降也是本书讨论的内容。
本书适合于受过大学尤其是自然科学教育的读者，也适合与大气化学相关的任一领域的研究生。虽然本书包含相关的背景知识，但并不是标准的大气化学教科书，而是着重总结最近科学文献中的信息。
编者感谢各章作者，没有他们的努力就没有本书。希望读者也能共享他们的热忱。此外感谢丛书编者（Baumg�|rtel、Grünbein和Hensel教授）邀请我们编辑本书，并感谢Steinkopff Verlag出版社的化学专业编辑Maria Magdalene Nabbe博士的合作。
ReinhardZellner
德国埃森市
1998年8月
近年来，我国大范围的大气雾霾事件时有发生，引起普遍关注。包括雾霾在内的环境污染事件归根结底绝大部分是人类向环境排放化学物质引起的。近50年来，科学家对地球大气化学及人类活动影响的认识取得了长足进步。但相对于局地空气污染及其控制技术，从全球视角论述大气化学的专著仍然有限，即使是环境专业的学生对于全球大气化学也缺乏足够的了解。
本人多年前在清华大学开设“环境化学”课程时，深感缺乏这方面的参考书，在翻到本书后，豁然开朗。这本书涵盖了全球大气化学的主要内容，即对流层和平流层的全球化学，探讨了对流层各组分的气相化学反应、气溶胶和云内化学过程、平流层臭氧的形成和破坏，总结了人类活动可能带来的短波紫外辐射增强、气候变化和酸沉降等全球变化及效应。原版书是对当时国际此领域研究工作的高度概括，虽然目前已有更新的数据，但全球大气化学的基本内容没有发生大的变化，通过本书不仅可以快速了解国际上在这一领域所获得的科学认识，还可以从中了解国际上在这方面的研究历史和发展趋势，可为我们开展类似的研究工作提供借鉴，有助于我们更好地参与全球环境领域的相关工作。
本译作是当时教学备课时的产物，那时陆续翻译了原版书的大部分章节（第1～4章）。这次经机械工业出版社与版权方联系，得到翻译与出版许可，由博士生杨亚洁完成了第5章的翻译，并由本人最后审阅定稿，得以正式出版，在此感谢机械工业出版社顾谦编辑的支持和帮助。
由于本书所述内容涉及多个学科知识，限于本人的知识水平与精力，译文中可能存在疏漏和不足之处，还望读者海涵。
2017年2月5日
张彭义于北京清华园

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