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出版者:Springer

作者:Jose P. Peixoto

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:1992-02-12

价格:USD 79.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780883187128

丛书系列:

图书标签:

• 大气科学
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• 地球科学
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• 气候物理学
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• 地球气候系统

《气候物理学：理解地球的动态平衡》 这是一部致力于深入剖析地球气候系统复杂性的著作，旨在为读者提供一个全面、严谨的视角，去理解支配我们星球温度、天气模式以及长期气候变化的物理原理。本书并非对某一具体气候事件或预测的简述，而是着眼于构成气候现象的底层科学，如同揭示一幅宏伟画卷背后的精妙笔触。 本书的首要重点在于能量的收支平衡。地球的气候系统本质上是一个巨大的能量交换装置。阳光，作为最主要的能量来源，以短波辐射的形式抵达地球。然而，地球并非完全吸收这些能量。部分辐射会被大气层中的云、气溶胶反射回太空，一部分则被地表（如冰雪、海洋和陆地）反射。本书将详细探讨这些反射过程的物理机制，包括不同地表类型的反照率（albedo）及其随时间、空间的变化。 吸收的太阳能随后被地球表面和大气层转化为热能。而地球自身也以长波红外辐射的形式向太空散发热量。这两种能量流——输入的太阳辐射和输出的地球辐射——的平衡，是维持地球平均温度的关键。本书将深入分析这些辐射传输过程，包括大气中主要气体（如水蒸气、二氧化碳、甲烷等）对长波辐射的吸收和再辐射能力，即所谓的“温室效应”。我们将剖析不同温室气体分子的光谱特性，理解它们如何与特定波长的红外辐射相互作用，从而减缓地球向太空散发热量的速度。这部分内容将涉及量子力学中分子吸收谱的原理，以及这些原理如何在宏观气候尺度上产生影响。 除了能量平衡，大气环流是气候系统另一个至关重要的组成部分。太阳辐射在地球表面分布不均，赤道地区接收的太阳辐射多于两极，这种温度差异驱动着大气流动。本书将阐述科里奥利效应（Coriolis effect）如何在地转偏向力（geostrophic deflection）的作用下，塑造出全球性的风带系统，如信风（trade winds）、西风（westerlies）和极地东风（polar easterlies）。我们将深入研究大气中不同尺度的运动，从宏观的行星环流模式，到中尺度的天气系统，如高压和低压系统、锋面（fronts）的形成与演变，再到微观尺度的湍流（turbulence）和混合过程。这些过程共同决定了热量和水分在全球范围内的重新分配，从而塑造了不同地区的区域气候。 水分循环同样是气候系统不可分割的一部分。水以固态、液态和气态存在，并在大气、海洋、陆地和生物圈之间不断转移。本书将详述蒸发（evaporation）、凝结（condensation）、降水（precipitation）和升华（sublimation）等过程的物理原理。我们将探讨水蒸气在大气中的输送，云的形成机制，包括云滴的成核（nucleation）和增长过程，以及不同类型的云（如积云、层云、卷云）对辐射收支的影响。降水的物理过程，包括雨滴、雪花和冰雹的形成，以及它们如何影响地表能量平衡和水文循环，也将是重点研究对象。 海洋在气候系统中扮演着至关重要的角色。海洋拥有巨大的热容量，能够吸收和储存大量的热量，并缓慢地释放出来，从而有效地调节着地球表面的温度变化。本书将深入探讨海洋环流，包括表层洋流（surface currents）和深层洋流（deep currents）。我们将分析风力驱动的洋流，如湾流（Gulf Stream）和黑潮（Kuroshio Current），以及密度驱动的温盐环流（thermohaline circulation），后者在全球范围内输送热量和营养物质。海洋对二氧化碳的吸收能力也是本书关注的重点，理解海洋化学和生物过程如何影响大气中二氧化碳的浓度，是认识碳循环的关键。 地表过程，包括陆地地表和冰冻圈（cryosphere），也对气候有着深远的影响。陆地地表的组成（如植被、土壤、岩石）决定了其反射和吸收辐射的能力，以及水分的蒸发和渗透。本书将探讨不同地表类型的能量和水分收支，以及它们如何受到地形、土壤湿度和植被覆盖的影响。冰冻圈，包括冰川、冰盖、海冰和积雪，是气候系统中最敏感的部分之一。冰雪的高反照率意味着它们能有效反射太阳辐射，从而起到降温作用。然而，随着全球温度升高，冰雪融化加速，露出反照率较低的陆地或海洋，导致更多的太阳辐射被吸收，形成正反馈循环，加剧了升温。我们将详细分析冰雪融化与海平面上升的物理联系，以及其对区域和全球气候的影响。 大气化学和气溶胶（aerosols）的作用也是理解气候的关键。大气中的化学反应，特别是臭氧（ozone）的形成与破坏，以及各种痕量气体的浓度变化，都与气候密切相关。气溶胶，即悬浮在大气中的固体或液体微粒，能够直接或间接影响辐射收支。它们可以反射或吸收太阳辐射，还可以作为云凝结核，影响云的形成和降水。本书将探讨不同类型气溶胶（如火山灰、硫酸盐、黑碳）的来源、物理化学性质以及它们对气候的复杂影响。 最后，本书还将触及气候变化模型（climate models）的构建原理。气候模型是利用物理定律来模拟和预测气候系统行为的计算机程序。我们将介绍模型中的基本方程组，包括大气、海洋、陆地和冰冻圈之间的物质和能量交换的描述。理解模型的假设、简化以及不确定性，对于正确解读气候预测至关重要。本书将强调，气候科学是一个不断发展的领域，通过严谨的物理原理，我们正在逐步揭示地球气候系统的奥秘，并为应对未来的气候挑战提供科学依据。 总而言之，《气候物理学：理解地球的动态平衡》将带领读者踏上一段探索地球气候系统物理基石的旅程。它是一份深入研究，致力于解释驱动我们星球动态变化的基本力量，而非仅仅罗列现象或提出预测。通过对能量、运动、物质循环以及相互作用的细致解析，本书为所有对地球系统运作机制感兴趣的读者提供了深刻的洞见。

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翻开这本书，扑面而来的是一种近乎严苛的系统性，作者显然不满足于仅仅描述“发生了什么”，而是执着于“为什么会这样”。我特别留意了其中关于海洋环流动力学的章节，原本以为会看到对墨西哥湾暖流的浪漫描述，结果却是一连串对涡旋动力学和边界层输送的数学推导。书中对能量收支的论述极其详尽，每一个参数的选取、每一个近似的合理性都被反复考量，读起来有一种被完全“武装”起来的感觉，仿佛手里拿着的不是书，而是一套精确的测量工具。不过，这种深度也带来了一个副作用：阅读体验的流畅性被大大削弱了。作者似乎不太擅长用比喻或者历史背景来软化那些抽象的物理概念。当我试图理解为什么地球的自转会产生如此显著的效应时，我期望能看到一些生活化的例子，比如旋转木马上的体验，但书里直接给出了罗斯贝波的色散关系，让我不得不停下来，去查找更多关于惯性波的背景知识，这使得阅读过程变成了一场持续不断的“查阅与理解”的拉锯战。它更像是一本工具书，你不会把它放在床头用来放松心神，而是会把它锁在书桌的抽屉里，只在需要解决特定难题时，才会郑重其事地把它请出来。

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从装帧设计上来说，这本书完全走的是实用主义路线，封面材质粗糙，内页纸张偏薄，印刷的墨迹有些许渗入纸背，在强光下阅读时，这种“墨水透影”的问题尤其明显，稍微有点影响阅读的沉浸感。我注意到，书中的许多公式推导都采用了手写体的希腊字母和符号，虽然这在物理学书籍中是传统，但对于追求现代审美的人来说，显得有些过时和刻板。更让我感到困扰的是参考文献的组织方式，它似乎更倾向于引用那些奠定该领域基础的“经典”文献，很多近十年来的新方法和新视角在书中几乎找不到踪迹。这使得这本书虽然在基础理论上无可挑剔，但在“气候”这个快速演进的领域，显得有些滞后了。它像是一位德高望重的老教授，讲述着永恒的真理，却对当下正在发生的、更具紧迫性的议题避而不谈。如果你指望通过它来了解 IPCC 最近的报告，或者最新的归因研究，恐怕你会大失所望。它提供的是地基，而不是盖在上面的精美装饰。

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整体而言，阅读《Physics of Climate》的体验是一场智力的马拉松，而不是一次轻松的漫步。我必须承认，它在严谨性上达到了极高的水准，任何一个想在地球物理学领域有所建树的人，都应该把它当作案头的必备工具书。然而，对于我这个试图通过它来建立对气候系统整体认知的人来说，它实在过于“硬核”了。它把所有的知识点都当作已知条件来对待，缺少了引导性的叙事结构，阅读的激励点非常低。我经常在读完一章后，合上书本，感觉自己好像“知道”了很多公式，却仍然“不理解”气候的真正运作逻辑，这是一种非常矛盾的感受。这本书更像是一份知识产权清单，详尽地列出了组成气候物理学的每一个零件和它们之间的连接方式，但它没有提供一份组装指南，也没有告诉你这台机器最终能造出什么样的未来景象。它要求读者自带理解的引擎，否则，你很容易在第三章的偏微分方程组面前就彻底熄火，感叹物理之深奥，远超想象。

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这本书的“气候”部分，与其说是对当代气候变化的讨论，不如说是对气候系统平衡状态的经典物理建模的深入挖掘。我尝试去寻找一些关于温室气体效应、气溶胶辐射强迫的最新研究进展或者政策含义的讨论，但这本书的基调似乎更偏向于建立一个稳态的、可预测的气候模型框架。它的重点似乎放在了理解基本驱动力上，比如太阳辐射的输入、地表反照率的影响，以及水循环在能量传递中的核心作用。当我读到关于云的参数化处理那部分时，我感到一种深深的无力感，作者用寥寥数页就概括了被认为是现代气候模拟中最棘手的难题之一，其间的简化和假设，对于非专业人士来说几乎是无法消化的“黑箱操作”。这本书的语言风格非常正式，几乎没有情绪色彩，它用最客观、最冰冷的数学语言来描绘地球这颗充满生命力的行星，读起来让人感到一种宇宙尺度的疏离感。它不关心你是否能适应未来的高温，它只关心你是否能正确地写下傅里叶级数展开式。

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这本《Physics of Climate》的书，光是名字就透着一股子深沉的学究气，拿到手里沉甸甸的，封面设计得极其朴实，没有任何花哨的图形，只有那种老派教科书特有的米白色纸张和黑体字，让人不禁联想到那些堆满灰尘的大学图书馆角落。我本来是冲着它的“Physics”二字去的，以为能看到一堆优美的流体力学方程和热力学定律在地球尺度上优雅地舞蹈，想象着能一窥大气环流的宏伟蓝图是如何由简单的物理原理推导出来的。然而，初读之下，我发现它更像是一部百科全书式的参考手册，而非一本引人入胜的导读。它并没有从最基础的分子运动论或者波尔兹曼分布讲起，而是直接一头扎进了地转平衡、科里奥利力这些高阶概念，仿佛读者都已经熟知了前置知识。我花了好大力气才跟上作者的思维跳跃，那种感觉就像是坐上了一辆全速前进的列车，窗外的风景模糊不清，只能紧紧抓住扶手，生怕被甩下去。书中的图表密度高得惊人，每一页都密密麻麻地塞满了各种等压面图、辐射平衡示意图，清晰度固然没得说，但解读起来却需要极大的耐心和专业背景。这本书更像是为那些已经在大气科学领域摸爬滚打多年的研究生准备的，对于一个仅仅对“气候”这个宏大主题感到好奇的普通读者来说，它更像是一堵坚实的知识高墙，让人望而生畏，却又心生敬意。

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text预习巩固专用。除了intro以外的部分都不好看。。。

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怎么下载得到啊？？？

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枕边必备！！

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