大气化学概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:气象出版社

作者:王明星

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2005-10

价格:33.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502940423

丛书系列:

图书标签:

• 地球科学
• 123
• 大气化学
• 环境科学
• 大气科学
• 化学
• 污染
• 气象学
• 环境工程
• 空气质量
• 大气环境
• 地球科学

《宇宙的低语：行星大气与生命演化》 内容简介： 本书是一部跨越天体物理、化学、生物学和地质学等多学科的宏伟叙事，旨在揭示宇宙中行星大气的形成、演化以及它们在生命起源与持续发展中所扮演的关键角色。我们并非孤立地存在于一个看似静止的星球上，而是生活在一个充满动态变化的“宇宙温室”之中。从炽热的年轻行星到冰封的遥远世界，本书将带你踏上一段令人着迷的探索之旅，深入理解塑造我们生存环境的无形力量，以及生命如何在那浩渺的化学舞台上找到立足之地，并最终绽放。 第一章：行星诞生的化学摇篮 在本章，我们将回溯至太阳系的黎明，那个尘埃与气体盘旋、引力塑造一切的时代。行星的诞生并非一次性的事件，而是一个漫长而复杂的化学过程。我们将探讨星云物质的成分，分析在不同温度和压力条件下，元素如何结合形成各种分子，进而凝聚成原始行星的胚胎。从最轻盈的氢氦，到构成岩石行星核心的铁镍，再到挥发性物质如水、甲烷、氨等，它们的比例和分布，直接影响了行星的初始大气成分。我们会审视早期太阳能量辐射的影响，探讨光化学反应如何在原行星盘中催生出复杂有机分子的萌芽，为生命的潜在出现埋下伏笔。此外，本书还将关注不同类型的行星形成机制，如吸积盘理论，以及巨行星和类地行星大气形成的差异性，为理解我们地球大气独特性奠定基础。 第二章：大气的诞生与化学演化 一旦行星体形成，其内部的地质活动和外部的宇宙环境便开始共同塑造大气层。本书将深入剖析行星大气的起源。火山喷发是早期大气形成的关键，释放出水蒸气、二氧化碳、氮气、硫化物等气体，这些是构成早期大气的主要成分。我们将研究挥发性物质的释放机制，以及它们如何在大气中积累。同时，我们会探讨小行星和彗星撞击对行星大气成分的补充作用，这些撞击带来的物质可能富含水冰、有机分子，甚至生命起源所需的关键元素。 行星大气并非静态不变，它是一个持续演化的动态系统。本书将重点分析驱动大气化学演化的主要因素。太阳辐射，尤其是紫外线，是重要的能量来源，催生出各种光化学反应。这些反应可以分解简单的分子，生成更复杂的物质，或者改变大气中气体的氧化还原态。例如，早期地球大气中，紫外线分解水分子产生氧气，为后续的生物演化铺平道路。我们将详细介绍光解作用、光电离作用以及辐射传输等基本原理，并以具体行星为例，如金星的温室效应、火星的稀薄大气，来阐释不同恒星辐射强度和光谱对大气化学的影响。 第三章：行星大气层的结构与物理化学过程 在本章，我们将聚焦行星大气层的内部构造。从最底层、与地表紧密接触的对流层，到平流层、中间层，再到高层大气和外逸层，每一层都有其独特的物理化学性质和动力学过程。我们将解析不同大气层的温度梯度、压力变化，以及这些变化如何驱动大气的垂直和水平运动。 本书将深入探讨驱动大气循环的关键物理过程。热力学定律在这里扮演着核心角色，如能量的吸收、转化和辐射。我们将详细介绍太阳辐射在地表的吸收、反射以及大气层的散射和吸收，解释为什么会有日夜温差，以及气候带是如何形成的。对流、平流、湍流等大气运动模式的形成，都与温度和压力的差异紧密相关。我们将结合流体力学和热力学原理，解释风的形成，以及全球性的大气环流系统，例如信风、西风带、极地涡旋等，它们如何在全球范围内输送热量和水分，影响区域气候。 此外，本书还将重点关注大气中的相变过程。水蒸气在不同温度压力下的凝结、蒸发、升华，是驱动天气系统（如云的形成、降雨、降雪）的核心。我们将从微观的分子动力学角度，解释这些相变发生的条件，以及它们如何影响大气的能量平衡和物质循环。我们将探讨液滴形成、冰晶生长等过程，并将其与实际的天气现象联系起来，例如锋面、气旋的形成和演变。 第四章：生命的化学信标：生命对大气的影响 本书最为核心的论点之一，是生命并非仅仅是被动地存在于大气之中，而是积极地塑造和改造它。我们将从生命起源的化学基础出发，追溯早期生命如何利用大气中的简单无机物，通过代谢过程合成复杂的有机分子。最早的生命形式可能依赖于化学自养，利用火山活动释放的还原性气体（如硫化氢、甲烷）获取能量。 随着生命形态的演化，光合作用的出现是地球大气演化史上最重大的事件之一。我们将详细介绍光合作用的化学反应式，以及它如何将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。本书将着重分析，正是光合作用产生的氧气，逐步改变了地球大气的化学组成，从一个富含还原性气体的环境，转变为一个富含氧化性气体的环境。这一转变，不仅催生了需氧生物的繁荣，也开启了臭氧层的形成，为生命走向陆地提供了关键的保护。 我们将探讨生物圈与大气圈之间复杂的反馈机制。例如，植物的蒸腾作用如何影响区域湿度和降雨，森林的覆盖如何影响地表的反照率和温度。微生物在全球碳循环和氮循环中扮演着至关重要的角色，它们通过固氮作用、硝化作用、反硝化作用等，深刻地影响着大气中氮气的含量和生物可利用性。本书还将关注生物地球化学循环，如碳循环、氮循环、硫循环等，阐释生命如何通过复杂的化学途径，在行星尺度上调控大气的成分和气候。 第五章：其他行星的大气：宇宙中的化学异象 本书并非仅仅局限于地球，而是将目光投向更广阔的宇宙，审视太阳系内外的其他行星大气。我们将分析火星稀薄大气的主要成分、其表面水痕迹的化学证据，以及可能存在的地下水或古老海洋的化学信号。本书将深入探讨金星极端的高温和高压环境，其浓厚的大气主要由二氧化碳构成，以及浓硫酸云层带来的独特化学现象。 我们将考察气态巨行星（如木星、土星）的大气层，分析它们富含氢和氦的成分，以及内部复杂的化学反应。这些行星的大气中，可能存在着氨、甲烷、水等多种分子的合成，形成彩色的条纹和巨大的风暴。我们还会探讨海王星和天王星的大气，它们以甲烷的存在而呈现蓝色，并可能存在着复杂的有机化学过程。 更进一步，本书将触及系外行星的大气研究。随着望远镜技术的飞速发展，我们已经能够分析遥远行星大气的光谱，从中推断其化学成分。我们将介绍系外行星大气探测的技术原理，例如透射光谱法和发射光谱法，以及它们如何帮助我们发现行星是否存在水蒸气、二氧化碳、甲烷等关键分子。本书将探讨，在遥远的星系中，是否存在着与地球相似，或者截然不同的大气环境，这些环境又将如何影响那里生命存在的可能性。我们将讨论“生物标志物”的概念，即大气中可能指示生命存在的化学信号，以及我们在寻找地外生命时，需要关注哪些大气成分。 第六章：大气化学与气候变化：人类的挑战与未来 在本章，我们将回归地球，探讨当前人类活动对大气化学成分造成的深远影响，以及由此引发的气候变化问题。本书将详细解析温室气体，如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等的来源和在大气中的化学行为。我们将分析燃烧化石燃料、工业生产、农业活动等人类行为，如何向大气中释放大量的温室气体，并导致全球平均温度的上升。 本书将深入阐述气候变化带来的多方面影响，包括海平面上升、极端天气事件频发（如热浪、干旱、洪水、强风暴）、冰川融化、海洋酸化等。我们将从化学的角度，分析海洋吸收二氧化碳导致酸化的过程，以及这对海洋生态系统的破坏。 最后，本书将展望未来，探讨人类如何通过科技和政策，减缓气候变化，保护我们的大气环境。我们将审视清洁能源技术（如太阳能、风能、核能）的发展，以及碳捕获与封存等技术的潜力。本书将强调，理解大气化学的复杂性，是应对气候变化挑战的关键。通过科学的认知和负责任的行动，我们才能守护这颗蓝色星球，为子孙后代留下一个可持续的生存空间。 《宇宙的低语：行星大气与生命演化》 是一次对我们所处世界背后深刻化学逻辑的深度探索。它不仅解释了我们为何拥有如此大气，更揭示了生命与大气之间生死相依的联系，以及我们在宇宙中寻找生命的可能。本书希望激发读者对科学的求知欲，对自然的敬畏之心，以及对未来的责任感。

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说实话，我更偏向于那些能够提供批判性思考视角的书籍，而这本《大气化学概论》在这一点上做得非常出色。它并非一味地歌颂现有理论的完美，而是在介绍经典理论的同时，不断指出其局限性，并引导读者思考前沿未解的难题。例如，在讨论生物地球化学循环时，它没有回避当前模型在模拟复杂生态系统反馈机制上的不足，甚至直接点出了某些同位素示踪方法的内在偏差。这种坦诚的态度，对于一个希望深入研究该领域的读者来说，无疑是莫大的鼓舞，因为它告诉我们，科学研究远未结束，总有新的探索空间。我特别喜欢其中穿插的对历史重大发现的梳理，比如早期对酸雨成因的争论，展示了科学认识是如何在不断的实验和争辩中逐渐修正和深化的。这种历史的纵深感，使得冰冷的化学反应公式背后，充满了人类智慧的闪光点和不懈的求真精神。这本书的阅读体验，更像是在与一位经验丰富的导师进行深度对话。

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这本书的排版和配图质量，简直是业界良心。对于一本涉及大量复杂三维结构、反应机理图谱以及各种光谱数据的专业书籍来说，清晰的视觉呈现至关重要。我发现，书中几乎所有的示意图都采用了高质量的矢量图形，线条清晰，标识明确，即便是那些极其复杂的分子轨道图，也能一眼看出关键信息。在探讨特定污染物的输送路径时，所配的全球尺度的气象场图，其分辨率之高，信息密度之大，让人惊叹。我甚至不需要频繁地查阅其他资料来辅助理解图表，因为图表本身就包含了足够详尽的注释和图例说明。此外，书中的参考文献部分做得极为考究，不仅列出了经典文献，还包含了近五年内的重要突破性论文摘要，这极大地便利了希望进行下一步文献调研的读者。总而言之，从装帧到内页设计，这本书体现了一种对知识的尊重和对读者的体贴，阅读过程中的视觉疲劳感被降到了最低。

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这本关于大气化学的著作，篇幅宏大，内容之详实，着实让人佩服。我原本以为这会是一本枯燥的教科书，堆砌着密密麻麻的公式和拗口的专业术语，但翻开之后才发现，作者显然在努力地搭建一座桥梁，连接着晦涩的化学原理与我们日常所见的蓝天白云。开篇就对大气圈的结构与组成做了极为细致的描绘，从地表到平流层，每一个高度带的分子比例、温度梯度，都讲解得非常到位，甚至连一些稀有气体的微量变化都未放过。尤其值得称赞的是，书中对光化学反应的阐述，那部分内容似乎是用一种讲故事的方式展开的，把复杂的自由基链式反应过程，分解成了一步步清晰可见的化学戏剧。虽然涉及到了大量的量子化学基础，但作者总能适时地加入一些实例，比如臭氧层的形成与破坏，这让那些原本只存在于纸面上的反应式，立刻变得鲜活起来，似乎能触摸到那些看不见的化学物质正在天空中上演的“战争”。对于初学者而言，这本书的深度和广度恰到好处，它既保证了科学的严谨性，又兼顾了读者的接受度，读起来丝毫没有感到吃力，反而有一种拨开云雾见青天的豁然开朗之感。

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要用一句话概括我的阅读感受，那就是“意料之外的实用主义”。我以为这会是一本只适合理论研究的“象牙塔”读物，但读到后面才发现，它对实际环境监测和污染治理的指导意义同样巨大。书中详细分析了不同监测点位数据的校准方法，以及如何根据大气化学模型的结果来设计更有效的排放控制策略，这些内容对于环境工程师或政策制定者来说，简直是宝典级别的参考资料。比如，关于挥发性有机物（VOCs）的区域传输和光化学反应中“贡献率”的计算方法，书中不仅给出了数学模型，还辅以了实际城市群的案例分析，让我清楚地看到理论如何转化为可量化的环境管理工具。我过去对大气化学的理解多停留在“什么物质有害”的层面，而这本书让我升华到了“如何量化其影响并制定干预措施”的层面。它将基础科学与工程应用完美地结合起来，让读者真切感受到科学研究的终极价值在于解决现实世界中的复杂问题。

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我拿起这本书，首先被它那严谨的逻辑架构所吸引。它不是简单地罗列知识点，而是在构建一个完整的知识体系。从基础的热力学和动力学在气相中的应用开始，逐步深入到气溶胶的形成、传输与沉降机制。特别是关于云凝结核（CCN）和冰核（IN）的部分，作者的处理方式极为精妙。他没有停留在现象的描述，而是深入探讨了不同类型颗粒物表面化学特性如何影响水汽的凝结过程，这种对微观机制的执着探究，体现了作者深厚的学术功底。书中对于大气传输模型的引用和讨论，也极具前瞻性，它不仅仅是在描述“什么”发生了，更是在探索“如何”预测和模拟这些过程。我花了好长时间才理解透彻关于湍流扩散和区域质量平衡方程的部分，图表和数学推导清晰明了，虽然计算量不小，但每一步推导都像是作者在耳边细细讲解，让人不得不去重新审视自己过去对大气运动的肤浅认识。这本书无疑是一部严肃的学术工具书，但它的“工具性”在于它提供了一套完整、可操作的分析框架，而不是一堆孤立的数据。

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