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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Craghan, Michael

出品人:

頁數:280

译者:

出版時間:2003-9

價格:137.00元

裝幀:Pap

isbn號碼:9780471445661

叢書系列:

圖書標籤:

• 地理學
• 物理地理學
• 地球科學
• 自然地理
• 環境科學
• 地形地貌
• 氣候學
• 水文
• 土壤學
• 自然災害

大氣動力學導論：地球係統的呼吸與驅動力 內容簡介： 本書旨在為初學者和對氣候係統充滿好奇的讀者提供一個深入、全麵且易於理解的大氣動力學入門指南。我們不討論物理地理學的具體地錶形態或岩石圈過程，而是將焦點完全聚焦於地球大氣層的運動規律、能量傳遞機製以及驅動全球氣候係統的復雜力量。 大氣動力學是理解天氣預報、氣候變化預測以及航空安全等諸多領域的基礎科學。本書從最基本的流體力學原理齣發，逐步構建起描述大氣運動的數學框架，並結閤豐富的觀測實例，闡述這些理論是如何解釋我們日常生活中所見的天氣現象，以及塑造全球氣候格局的宏大尺度環流。 第一部分：流體靜力學與熱力學基礎 本部分為後續復雜動力學分析奠定堅實的理論基礎。我們將從牛頓運動定律在鏇轉參考係中的應用——科裏奧利力——開始，這是理解大氣大規模運動的關鍵。隨後，我們將詳細探討流體靜力平衡，即垂直方嚮上的壓力梯度力和重力之間的精確平衡，解釋為什麼隨著高度的增加，氣壓會指數下降。 熱力學部分將深入研究大氣中水汽的作用。我們不側重於土壤水分或植被蒸騰（物理地理學的範疇），而是關注水汽相變過程釋放或吸收的潛熱如何成為驅動大氣運動的主要能源。露點、相對濕度、乾絕熱遞減率和濕絕熱遞減率的精確計算和應用，是理解雲的形成和大氣穩定性的核心。我們將探討氣塊的浮力及其垂直運動的可能性，這直接關係到雷暴等強對流天氣的發生機製。 第二部分：尺度分析與基本方程組 要真正理解大氣運動，必須學會“尺度分析”。本章將指導讀者如何根據運動的特徵尺度（如行星尺度、天氣尺度或微尺度）來簡化描述大氣運動的納維-斯托剋斯方程組。通過簡化，我們可以分離齣影響不同尺度現象的關鍵物理項。 我們將係統地推導和闡述描述大氣運動的原始方程組，這些方程包括：動量方程（描述風的水平和垂直加速）、質量連續性方程（描述空氣的壓縮與膨脹）、熱力學第一定律（能量守恒）、狀態方程（描述氣體性質關係）以及水汽輸送方程。重點將放在地轉風平衡和梯度風平衡的推導上。地轉風平衡解釋瞭高空急流和中尺度天氣係統中的風場近似關係，是理解大尺度天氣係統動力學的第一步。 第三部分：環流的宏觀驅動力——行星尺度動力學 本部分將目光投嚮全球，解析驅動地球氣候係統的主要動力學機製。我們不再關注特定山脈或河流對局地氣候的影響，而是集中於行星尺度的能量不平衡。 大氣環流理論： 我們將詳細研究哈德裏環流、費雷爾環流和極地環流的形成機製，闡明為什麼熱帶地區上升、副熱帶地區下沉的模式是地球自轉和太陽輻射加熱差異的必然結果。 科裏奧利力的緯度效應： 深入分析科裏奧利參數隨緯度變化對氣鏇和反氣鏇鏇轉方嚮的影響，以及其在激發行星波——羅斯貝波——中的核心作用。 角動量守恒： 探討大氣如何通過輸送角動量來平衡地球自轉所需的力矩，解釋瞭急流的形成與維持機製。 第四部分：中尺度天氣係統的動力學 將視角縮小到天氣尺度，本部分聚焦於那些決定日常天氣變化的關鍵係統。 渦度分析： 渦度是衡量空氣鏇轉程度的關鍵量。我們將學習如何計算和分析絕對渦度、相對渦度及位渦，這對於識彆和追蹤氣鏇性（低壓）和反氣鏇性（高壓）係統的發展至關重要。氣鏇的發展往往伴隨著位渦的增加。 垂直運動的機製： 詳細分析斜壓不穩定和正切嚮輻閤抬升等機製如何導緻大規模的上升氣流，這是形成鋒麵降水和中緯度氣鏇的動力學基礎。我們將運用絕對應變理論來理解氣團變形如何影響垂直運動。 大氣波動與急流： 探討急流（Jet Stream）的結構和行為，以及急流對天氣係統的引導作用。分析中緯度氣鏇的生命周期，從形成、成熟到錮閤的全過程動力學演變。 第五部分：邊界層過程與摩擦效應 雖然本書核心是自由大氣的動力學，但理解地錶與大氣之間的相互作用至關重要。我們將用專門的章節來描述大氣邊界層（Atmospheric Boundary Layer, ABL）的獨特動力學特徵。與上層大氣中地轉風近似不同，邊界層內的風受到地錶摩擦力的顯著影響，導緻風嚮偏離等壓綫。我們將介紹Ekman螺鏇以及摩擦項對大尺度環流的修正作用。 本書特色： 本書的重點在於力學原理的應用，而非簡單的地理現象羅列。書中大量包含推導過程、公式解釋以及對簡化假設的批判性分析。通過結構化的章節安排，讀者將建立一個從基本熱力學到復雜全球環流的完整動力學思維鏈條，從而能夠獨立分析和預測大氣運動的內在邏輯。本書不涉及土壤濕度、地質構造、生物圈與大氣相互作用等物理地理學中的地錶過程。

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我是在準備一個關於全球環境變化的小項目時接觸到這本《Physical Geography》的。坦率地說，我需要的不僅僅是基礎知識，更需要一些能支撐論點、具有紮實數據和理論支撐的背景材料。這本書在這方麵做得非常齣色。它在闡述氣候變化的曆史趨勢時，引用的古氣候學證據詳實可靠，從冰芯數據到沉積物分析，提供瞭多維度的驗證。尤其是在介紹人類活動如何影響自然地理過程時，書中采取瞭一種審慎且客觀的態度，既指齣瞭關鍵的驅動因素，又避免瞭過度聳肩聳臂的危言聳聽，而是用嚴謹的科學框架來分析反饋機製。例如，書中對土地利用變化如何影響區域水循環和土壤保持能力的論述，邏輯鏈條清晰，數據支持有力，非常適閤用於學術參考。我特彆贊賞其對“係統思維”的強調，它時刻提醒讀者，地球上的任何一個地理要素都不是孤立存在的，而是相互耦閤、動態平衡的整體。這種宏觀視野和微觀細節的完美結閤，讓這本書的價值遠超一本普通的教材，它更像是一本高質量的參考手冊，可以隨時翻閱，汲取科學智慧。

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老實說，我對自然科學類的書籍通常抱持著一種敬而遠之的態度，總覺得充滿瞭晦澀難懂的術語和闆著臉的理論推導。然而，《Physical Geography》徹底顛覆瞭我的固有印象。它的行文風格極其富有畫麵感和感染力，仿佛有一位經驗豐富的野外考察嚮導，正牽著我的手，帶我穿梭於不同的自然場景之中。在討論風化與侵蝕作用時，作者沒有直接拋齣定義，而是先描繪瞭一塊花崗岩如何在風吹日曬下逐漸崩解成沙礫的過程，這種情景再現的手法，讓抽象的化學和物理過程變得觸手可及。書中對生物地理學的介紹也相當精彩，它巧妙地將地理區劃與生態係統的演化聯係起來，解釋瞭為什麼特定的動植物群落會齣現在特定的地理環境下，這種跨學科的視角極大地拓寬瞭我的視野。而且，這本書在結構安排上顯示齣極高的匠心，章節間的邏輯過渡自然流暢，讀起來毫無滯澀感。它不僅僅是知識的羅列，更像是一幅精細勾勒的地球景觀全景圖，讓你在閱讀過程中不斷地驚嘆於自然界運作的和諧與精妙。對於初學者而言，它無疑是最好的入門嚮導，而對於有一定基礎的人來說，其中對復雜係統之間相互作用的深入分析，也能提供新的洞察。

评分☆☆☆☆☆

這本《Physical Geography》簡直就是為我量身定做的！我一直對地球錶麵的萬韆變化充滿瞭好奇，從高聳入雲的山脈到深邃莫測的海洋，再到覆蓋著冰雪的極地，這本書幾乎涵蓋瞭我所有想瞭解的知識點。作者在講述地質構造和闆塊運動時，那種娓娓道來的敘事方式，讓我這個門外漢也能輕鬆理解那些復雜的科學原理。比如，書裏對火山噴發和地震成因的分析，不僅僅停留在理論層麵，還穿插瞭大量真實案例的剖析，比如環太平洋火山帶的形成，讀起來就像在聽一個精彩絕倫的故事，而不是枯燥的教科書。更讓我驚喜的是，它對氣候係統的闡述，從大氣環流的宏大尺度到局地微氣候的細微差彆，都描繪得淋灕盡緻。我尤其喜歡其中關於水文循環和冰川侵蝕地貌的部分，那些關於河流如何塑造峽榖，冰川如何雕刻U型榖的描述，讓我重新審視瞭我腳下這片土地的曆史。這本書的插圖和圖錶設計也十分精美，色彩搭配和信息密度拿捏得恰到好處，極大地方便瞭我的理解和記憶。總而言之，這是一部集學術嚴謹性與科普趣味性於一身的傑作，對於任何對地球科學懷有熱情的人來說，都是一本不可或缺的案頭書。它不僅僅是知識的傳遞，更是一種激發探索欲的催化劑。

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自從翻開這本書，我仿佛擁有瞭一雙能看穿地錶之下的眼睛。我一直對地球的內部結構非常著迷，而《Physical Geography》對地幔對流、岩石圈闆塊運動的動力學解釋，簡直是教科書級彆的清晰。作者似乎深諳如何將深奧的地球物理學概念，用最直觀的方式呈現給讀者。我特彆喜歡它在講解岩石圈闆塊邊界時，所采用的等值綫圖和剖麵圖，這些視覺輔助工具極大地幫助我建立瞭三維的空間想象。此外，書中關於海岸帶地貌形成的章節也給我留下瞭深刻印象。它不僅解釋瞭波浪的摺射、繞射等基礎物理現象，還深入分析瞭潮汐、洋流與地質構造的復雜互動如何共同塑造瞭海岸綫的形態。我過去常常在海邊睏惑於不同類型的海灘和海岬的成因，這本書提供瞭一個完整的、基於能量和物質平衡的解釋框架。閱讀這本書的過程，就像是在進行一次由淺入深的地理學“探險”，每一次翻頁都伴隨著對我們所居住星球運作機製的更深層次的理解。它的深度足夠紮實，廣度也足夠覆蓋，讓人感到非常充實。

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說實話，我之前對地理學的興趣大多停留在地圖和旅遊層麵上，對“為什麼是現在這個樣子”的深層原因感到模糊。這本《Physical Geography》就像一把萬能鑰匙，幫我打開瞭理解自然世界因果鏈條的大門。它的敘述方式非常注重過程和時間尺度。比如，在討論土壤的形成時，它細緻地追溯瞭母岩的性質、氣候的長期影響、生物的參與以及地形的製約，將土壤的成熟過程描繪成一場漫長而精密的“煉金術”。這種對時間維度的強調，讓人對自然界的耐心和力量有瞭新的敬畏。書中的某些段落，特彆是關於遙感技術和地理信息係統（GIS）在現代物理地理學研究中應用的介紹，也讓我看到瞭這門古老學科的前沿活力。它清晰地展示瞭科學傢們如何利用高科技手段來監測和模擬地球係統的變化。總而言之，這本書給我帶來的不僅僅是知識點的積纍，更重要的是一種看待世界的方式的轉變——它教會我用係統的、動態的、曆史的眼光去觀察和分析我們周圍的地理環境。它是一部既有深厚理論底蘊，又不失時代氣息的優秀著作。

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簡潔明瞭，重點突齣，講解清晰。非常適閤我這樣完全沒有地理知識基礎的讀者。篇幅很短，看200多頁就可以對自然地理的幾個重要方麵有大緻的瞭解，當然並不深入。另外，本書的英文非常好讀。

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