大气气溶胶及其气候效应 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张华，王志立，赵树云 等 著

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• 大气科学
• 气溶胶
• 气候变化
• 环境科学
• 大气化学
• 气象学
• 环境污染
• 遥感
• 地球物理学
• 气候效应

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502966768

版次：1

商品编码：12297578

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

页数：204

字数：330000

正文语种：中文

内容简介

　　《大气气溶胶及其气候效应》介绍了基于国家气候中心自主研发的大气辐射传输模式、气溶胶／大气化学一辐射一气候双向耦合模式并结合气象卫星等观测资料获得的气溶胶的分布、辐射强迫和气候效应方面的研究结果，旨在对气溶胶的变化特点及其对气候的影响提供比较全面和系统的认识。全书重点对以下问题做了深入的阐述：全球和中国区域不同种类气溶胶浓度和光学性质的分布特征；气溶胶的直接和间接辐射强迫以及有效辐射强迫的分布特征；气溶胶一云一辐射相互作用对东亚季风系统和全球气候的影响；未来气溶胶减排对全球气候的影响。
　　《大气气溶胶及其气候效应》对从事气溶胶光学、辐射强迫及其气候效应研究的人员和学者有重要的参考价值。

作者简介

　　张华，博士，国家气候中心首席研究员中国气象科学研究院和南京信息工程大学博士生指导教师，南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心首席科学家，第28届《气象学报》常务编委。曾任国际大气辐射委员会委员等职务，是IPCCAR5第八章、《气候变化国家评估报告》等的主要作者。2000年获得中国科学院大气物理研究所“学笃风正”奖，2014年入选中国气象局科技领军人才。发表论文160余篇，出版专著3部。

内页插图

目录

前言
第1章 绪论
1．1 主要的气溶胶种类及来源
1．2 气溶胶影响气候的方式
1．3 气溶胶的气候效应
参考文献

第2章 气溶胶的浓度和光学性质
2．1 中国地区气溶胶浓度和光学厚度的分布特征及分析
2．2 气溶胶浓度和光学性质的全球分布及分析
参考文献

第3章 气溶胶的辐射强迫
3．1 气溶胶辐射强迫的概念
3．2 气溶胶的直接辐射强迫
3．3 气溶胶的间接辐射强迫
3．4 人为气溶胶的有效辐射强迫
3．5 冰雪表面黑碳的辐射强迫
参考文献

第4章 气溶胶一辐射相互作用对气候的影响
4．1 碳类气溶胶对亚洲气候的影响
4．2 人为气溶胶对东亚夏季风的影响
4．3 冰雪表面黑碳的气候反馈
参考文献

第5章 气溶胶一云相互作用对气候的影响
5．1 热带地区气溶胶的激活效应
5．2 气溶胶间接效应对气候的影响
5．3 黑碳一云滴混合效应对气候的影响
参考文献

第6章 气溶胶的综合气候效应
6．1 人为气溶胶对全球气候的影响
6．2 气溶胶对地表干旱程度的影响
6．3 人为气溶胶对东亚夏季风的影响
6．4 未来减排气溶胶对气候的影响
参考文献

第7章 BCC_AGCM2．0CUACE/Aero双向耦合模式系统发展
7．1 大气环流模式BCC_AGCM2．0
7．2 气溶胶／大气化学模式CUACE/Aero
7．3 模式耦合基本思路
7．4 对耦合模式模拟性能的评估
7．5 参与国际气溶胶模式与观测比较计划（AeroCom）和IPCCAR5对气溶胶及其辐射强迫的评估
参考文献

前言/序言

　　本书是国家气候中心张华研究员及其指导的研究生团队，近年来在气溶胶光学特性、辐射强迫及其气候效应领域最新研究成果的集成。内容包括了气溶胶的浓度、光学性质、辐射强迫和气候效应等。书中同时介绍了自主研发的国家气候中心气溶胶／大气化学一辐射一气候双向耦合模式。该模式是目前中国唯一自主研发的包含了气溶胶一云一辐射相互作用过程的双向耦合模式，并参与了多个关于气溶胶的国际研究比较计划，它估算的气溶胶辐射强迫值被IPCC第五次评估报告（IPCCAR5）引用，使得在IPCC评估报告历史上第一次有了中国模式的估计值。
　　气溶胶是大气的重要组成成分。与温室气体一样，以人类活动排放源为主的气溶胶也是影响地球气候系统辐射能量收支平衡的外部强加扰动，称为辐射强迫因子。气溶胶可通过多种方式影响地球气候，近年来气溶胶的辐射强迫及其气候效应成为国内外的研究热点。气溶胶吸收和散射能量的作用取决于气溶胶的浓度和光学性质。气溶胶的光学性质包括光学厚度、单次散射比和非对称因子。因此，本书第2章首先介绍了全球和中国区域气溶胶浓度和光学性质的分布及季节变化特征。
　　辐射强迫是衡量气溶胶和温室气体气候效应最为广泛使用的指标。辐射强迫可以为比较不同因子引起的气候响应，尤其是全球平均地表气温的变化，提供一个简单而量化的标准，因而在科学界得到了广泛的应用。本书第3章介绍了辐射强迫的概念，并详细阐述了全球和中国区域气溶胶直接辐射强迫、间接辐射强迫、有效辐射强迫及冰雪表面黑碳气溶胶辐射强迫的分布及季节变化，以及不同因子对气溶胶辐射强迫的影响。
　　气溶胶可通过多种方式影响地球气候系统：它们能够直接吸收和散射红外和太阳辐射，扰动地一气系统的能量收支；作为云凝结核或冰核，它们可以改变云的微物理性质，间接影响气候系统；处于云层处的吸收性气溶胶能吸收太阳辐射，直接加热大气层，可以使得云滴蒸发、云量减少；吸收性气溶胶沉降到冰雪表面还能减小冰雪表面的反照率，增加地表对太阳辐射的吸收。本书第4章、第5章和第6章分别介绍了气溶胶一辐射相互作用、气溶胶一云相互作用和气溶胶的综合效应对全球气候、亚洲季风、热带云、地表干旱等的影响，以及未来气溶胶减排对气候的影响。
　　本书第7章详细介绍了张华带领团队自主研发的气溶胶／大气化学一辐射一气候双向耦合模式BCC_AGCM2.0CUACE/Aero，包括模式耦合的基本思路、模式模拟性能的评估，以及参与气溶胶国际研究比较计划和IPCCAR5中对气溶胶辐射强迫评估的情况。

银河系边缘的低语：星际尘埃的微观宇宙与宏大图景 本书并非探讨地球大气中的气溶胶及其气候影响，而是将我们的目光投向浩瀚的星际空间，深入剖析构成宇宙的基本骨架——星际尘埃（Interstellar Dust Grain）的起源、演化、物理化学性质及其在宇宙学、恒星形成和分子演化中的关键作用。 第一部分：宇宙的微尘——星际尘埃的物质基础与形成机制 本书的开篇将带读者进入一个由硅酸盐、碳质材料、冰壳和复杂有机分子构筑的微观世界。星际尘埃，这个在行星形成理论中常被视为“背景噪音”的物质组分，实际上是宇宙化学反应的催化剂和重要载体。 第一章：尘埃的化学图谱与光谱指纹 我们将系统梳理目前观测到的星际尘埃的主要成分。这包括宇宙中丰度最高的无机矿物——硅酸盐（Olivine, Pyroxene）的晶体结构和非晶态特征。重点解析碳质尘埃的复杂性，从简单的富碳分子（如多环芳烃PAHs）到无定形的“宇宙烟灰”。通过分析从射电波段到红外波段的吸收、散射和辐射谱线，我们将揭示尘埃的“光谱指纹”是如何帮助天文学家判断其化学组成、温度和空间分布的。特别是对“不饱和碳链”与“星际冰”（Water, CO2, Methane Ice Mantles）的详细探讨，将阐明这些微粒如何捕获和保存原始的化学信息。 第二章：恒星死亡的遗产：尘埃的起源 星际尘埃并非凭空产生，它们是恒星生命周期结束时的直接产物。本章专注于解析不同类型恒星向星际介质（ISM）中播撒尘埃的过程。 红巨星与渐近巨星分支（AGB）恒星： 详述碳星和氧星如何通过强烈的恒星风，在其包层中通过凝结机制形成大量的硅酸盐和碳质尘埃。我们将讨论尘埃形成的核心问题——亲核（nucleation）的阈值和凝结核的生长速率，并对比碳星与氧星形成不同化学类型尘埃的机制差异。 超新星爆发（Supernovae）： 分析II型和Ia型超新星遗迹中观测到的新形成尘埃的证据。超新星爆发是制造重元素和大规模尘埃爆发性增长的宇宙熔炉。我们将探讨冲击波对预先存在的尘埃的破坏与重建过程，以及这些新形成尘埃的化学成分（如富含镍铁的金属相）。 白矮星吸积盘： 简要介绍白矮星周围的岩石碎片盘如何提供关于早期太阳系形成物质的“快照”。 第二部分：星际介质中的动态行为与物理特性 尘埃颗粒在星际介质中并非静止不动，它们受到辐射压力、引力、电磁场和分子碰撞的复杂影响。 第三章：辐射、散射与消光效应 星际尘埃对穿越它们的光线产生显著的消光（Extinction）和红化（Reddening）效应。本章深入探讨光与尘埃相互作用的理论基础。 麦氏（Mie）理论与瑞利（Rayleigh）散射： 阐述不同尺寸和形状的尘埃粒子如何选择性地散射或吸收特定波长的光，解释为什么遥远星光看起来更红。 光度学与几何光学： 分析尘埃云的几何结构如何影响我们对隐藏恒星亮度的估计。引入“光深”（Optical Depth）的概念及其在绘制银河系结构中的应用。 第四章：磁场、电荷与尘埃的动力学 星际尘埃颗粒通常带有净电荷，这使得它们极易受到星际磁场的影响。 尘埃荷电机制： 详细分析光电发射（Photoelectric Emission）、宇宙射线撞击和电子俘获如何为尘埃颗粒充电。电荷量的分布如何影响尘埃的碰撞概率和在磁场中的漂移速度。 磁场中的运动学： 探讨磁场如何引导尘埃云的凝聚和塑形，特别是在分子云的坍缩过程中，磁场对物质流动的阻尼作用（Ambipolar Diffusion）。 第三部分：星际化学反应的温床——尘埃在生命起源中的角色 本书的后半部分聚焦于星际尘埃作为固态反应界面的关键功能，这是连接物理宇宙学与复杂分子化学的桥梁。 第五章：冷分子云中的表面催化作用 在温度仅有10-20K的分子云核心，气体相的反应速率极其缓慢，此时，尘埃表面的吸附和反应成为形成复杂分子的主要途径。 吸附与扩散： 描述原子和简单分子（H, C, N, O等）如何被吸附到尘埃冰壳上，并在表面进行二维的“爬行”和反应。 氢分子（H2）的形成： 详细讨论尘埃表面催化在将星际原子氢转化为宇宙中最丰富的分子——氢气（H2）过程中的不可替代性。这是宇宙分子化的基石。 复杂有机分子（COMs）的合成： 重点分析在表面反应中如何构建甲醇（CH3OH）、甲醛（H2CO）乃至更复杂的氨基酸前体分子。尘埃表面极大地降低了反应的能垒。 第六章：原行星盘的演化与太阳系的物质馈赠 星际尘埃是构建行星系统的原始材料。本书将追踪尘埃在年轻恒星周围的原行星盘中的命运。 聚集与消长（Growth and Settling）： 探讨微米级的星际尘埃如何通过碰撞和粘附过程，在盘内从微米级快速增长到毫米、厘米级，最终形成微行星的“起点”。 冰的挥发与岩石核的形成： 分析在原行星盘温度梯度下，水冰和挥发性物质的冻结/蒸发线（Snow Line）如何决定了类地行星和气态巨行星的物质构成。 原始物质的保留： 讨论在彗星和小行星中发现的、成分与星际物质高度相似的微粒（如“星际碳质球粒”），它们为我们研究太阳系形成前的化学环境提供了直接的“化石证据”。 结论：从微观粒子到宇宙结构 本书的结论部分将综合讨论星际尘埃在塑造宇宙宏观结构中的最终作用——从影响星系间物质循环，到调节星系冷却和恒星形成速率，星际尘埃是理解宇宙演化历史中不可或缺的一环。本书旨在为读者构建一个完整的星际尘埃“生态系统”图景，强调它们在从原子到行星尺度的所有尺度上所扮演的动态角色。

评分☆☆☆☆☆

一本封面设计沉静而富有力量的书，我拿到它时，心中充满了期待。我一直对我们头顶那片神秘而变幻莫测的“幕布”——大气——有着强烈的好奇。尤其是那些肉眼难以捕捉，却又无处不在的微小颗粒，它们究竟是如何影响我们赖以生存的世界的？我迫切地想了解，它们是如何在阳光下舞蹈，如何折射、吸收光线，从而悄无声息地改变着地球的温度，影响着我们每天的天气模式。这本书的标题，像一把钥匙，似乎能为我打开理解这些复杂过程的大门。我尤其关心书中是否能用通俗易懂的方式，为我描绘出气溶胶的“前世今生”，它们是如何在大气中形成、迁移、转化，又如何最终沉降。我希望作者能带领我认识那些看不见的“小家伙”，了解它们的多样性，从海盐颗粒到火山灰，从工业排放的烟尘到森林火灾的烟雾，它们各自扮演着怎样的角色。我更期待能够深入了解它们与气候之间错综复杂的关系，是不是如同蝴蝶效应一般，微小的气溶胶变化，也能引发全球气候的巨大波动？这本书，对我来说，不仅仅是一本关于科学的书，更是一次探索我们星球奥秘的旅程，一次对自然界鬼斧神工的深度凝视。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《大气气溶胶及其气候效应》这本书时，立刻被它标题所蕴含的科学深度和现实意义所打动。我一直关注着我们这个星球正在经历的气候变化，但对于其背后复杂的机制，常常感到有些模糊。而“气溶胶”这个概念，听起来就像是气候变化背后一个至关重要的“节点”，连接着微观的粒子世界与宏观的全球气候。我迫切地想知道，这本书是否能为我提供一个清晰的视角，去理解这些肉眼几乎看不见的微粒，是如何在大气中扮演着“气候调节者”的角色。我希望它能详细阐述气溶胶的种类繁多，从自然的火山喷发到人类活动的工业排放，它们各自对气候的影响有何不同。我尤为期待书中能够深入探讨气溶胶与云的形成之间的联系，它们是如何成为云滴凝结的核心，从而影响降水的分布和强度。此外，我非常希望能够了解气溶胶对太阳辐射的直接和间接影响，它们是让地球变冷，还是变暖？这种复杂的作用是如何在不同区域和不同时间尺度上表现出来的？这本书，对我而言，是一次深度学习气候科学的机会，也是一次审视人类活动对地球环境影响的深刻反思。

评分☆☆☆☆☆

这本《大气气溶胶及其气候效应》在我手中，仿佛是一扇通往我们头顶那片无垠苍穹的窗口，让我得以窥探其中潜藏的奥秘。作为一个对自然现象充满好奇的读者，我常常在思考，那些肉眼难以察觉的微小粒子，是如何在我们不知不觉中，悄然改变着我们所处的世界。我渴望了解气溶胶的“身份”：它们究竟是什么？是自然界的恩赐，还是工业时代的产物？它们是如何在大气中“安家落户”，又如何在大气环流中“四处奔波”。而最令我着迷的是，这些微小的“居民”是如何与我们赖以生存的气候系统“互动”的。我期待书中能够用清晰的逻辑和生动的语言，解释气溶胶是如何影响阳光的传播，它们是反射阳光，让地球降温，还是吸收阳光，使其升温？更重要的是，它们是如何作为云的“种子”，影响着降雨的分布，甚至可能改变台风的强度。这本书，对我而言，不仅仅是关于大气科学的知识普及，更是一次对地球气候系统精密运作机制的探索，一次对人类活动如何影响自然平衡的深刻体悟。

评分☆☆☆☆☆

在浩瀚的书海中，总有一些书名，能够瞬间攫取你的注意力，勾起你内心深处的好奇。《大气气溶胶及其气候效应》便是这样一本。我是一名对环境变化和社会议题有着浓厚兴趣的普通读者，常常在新闻中看到关于气候变化的报道，但总觉得隔靴搔痒，难以触及其背后的根源。而“气溶胶”这个词，对我来说，既陌生又带着一丝隐喻，仿佛是连接微观粒子与宏观气候变化的桥梁。我特别想知道，这本书是否能为我揭示这些微观世界的“隐形推手”是如何在不知不觉中，左右着地球的冷暖。我希望它能解答我关于气溶胶来源的疑问，它们是从哪里来的？是自然的馈赠，还是人类活动的产物？更重要的是，这些看不见的粒子，究竟是如何影响我们头顶那片广阔的天空，进而改变我们日常感受到的温度、降水，甚至风的走向。我期待书中能够有详实的案例分析，让我看到气溶胶在特定地区或特定事件中扮演的关键角色，比如一次大规模的火山爆发，或者一次工业城市的雾霾，它们对当地乃至全球气候造成了怎样的影响。这本书，对我而言，是打开一扇通往气候科学前沿的窗口，让我能够更清晰地看见，那些无形的力量，如何塑造我们所处的地球环境。

评分☆☆☆☆☆

最近，我被一本关于大气科学的书深深吸引，书名是《大气气溶胶及其气候效应》。作为一个对自然现象充满好奇的人，我总是对那些肉眼看不见，却能产生巨大影响的事物感到着迷。气溶胶，这个词听起来就带有一种神秘感，它们是大气中悬浮的微小颗粒，无处不在，却又难以捉摸。我非常希望这本书能够深入浅出地解释气溶胶的形成过程，它们是如何在大气中“诞生”的，以及它们在大气中的旅程是怎样的。我脑海里充满了各种问题：这些微小的颗粒，究竟是由什么组成的？是尘埃、水滴、还是其他的化学物质？它们是如何在大气中保持悬浮状态的？更让我好奇的是，这些“微观世界”的居民，是如何在“宏观层面”影响我们每天感受到的天气和长期的气候变化的。我期待书中能够有生动的比喻和图示，帮助我理解气溶胶对阳光的反射和吸收作用，它们是如何影响地球的能量平衡，从而导致升温或降温的。这本书，对我来说，是一次认知上的挑战，也是一次探索大气奥秘的奇妙旅行，让我有机会窥探到那些隐藏在日常天气现象背后的深刻科学原理。