Introduction to Chemical Transport in the Environment pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Gulliver, John S.

出品人:

页数:298

译者:

出版时间:2006-12

价格:$ 137.86

装帧:HRD

isbn号码:9780521858502

丛书系列:

图书标签:

Chemical Transport
Environmental Chemistry
Pollutant Transport
Environmental Science
Hydrology
Atmospheric Chemistry
Surface Water
Groundwater
Modeling
Contaminant Fate

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具体描述

First published in 2007, this is a textbook for courses and independent study in environmental and chemical engineering, as well as in many other disciplines concerned with transport and diffusion of all manner of chemicals. Estimating the transport and fate of chemicals released into the environment is an interesting and challenging task. The global environment is large, on the chemical transport and fate scale. This text applies the mathematics of diffusion, turbulent diffusion and dispersion to the atmosphere, lakes, rivers, groundwater and the ocean, as well as transport between these media. The required theory is explained as a solution technique to solve the case studies and example problems. A large portion of the book is dedicated to examples and case studies, from which the important principles are derived.

好的，这是一本关于大气化学与气候变化的专业著作的详细简介，与您的《Introduction to Chemical Transport in the Environment》无关： --- 大气化学与气候变化：机制、模型与未来挑战第一卷：大气过程的基石本书导言：探索地球的动态保护层大气层是地球生命赖以生存的复杂、动态系统。它不仅是调节全球温度的关键屏障，也是驱动水循环、分配能量和传播污染物的媒介。本书旨在为研究生、科研人员以及环境工程师提供一个全面、深入的框架，用以理解大气化学、物理过程及其与全球气候系统的复杂相互作用。我们聚焦于描述大气中物质和能量的输运机制，以及这些机制如何影响区域乃至全球尺度的环境健康和气候演变。第一章：大气结构与动力学基础本章首先建立理解大气化学所需的物理基础。我们将详细探讨大气压力、温度和密度的垂直分布，重点分析对流层、平流层、中间层和热层的关键特征。动力学部分深入剖析了地转平衡、梯度风和惯性风的形成机制，解释了行星边界层（PBL）的日变化和季节性演变，以及湍流输运在垂直混合中的核心作用。特别关注了科里奥利力如何塑造大规模环流模式，例如哈德里环流和纬向环流，这些都是决定污染物和温室气体区域分布的宏观背景。第二章：辐射传输与能量平衡能量是驱动大气化学反应和环流的根本动力。本章细致地剖析了太阳短波辐射和大尺度地表红外长波辐射在大气中的吸收、散射和透射过程。我们引入了黑体辐射定律和选择性吸收的概念，详细阐述了水蒸气、二氧化碳、臭氧等主要温室气体对大气“窗口”的吸收效应。章节的核心内容是辐射强迫的量化方法，包括计算直接辐射强迫（DRF）和间接辐射强迫（IRF），并引入了地球能量收支方程，用以建立从底层大气到平流层臭氧层间的能量传递模型。第三章：气溶胶物理化学与云相互作用气溶胶——大气中悬浮的固体和液体颗粒——是连接大气化学与气候变化的关键环节。本章从气溶胶的生成机制（成核、凝聚和凝结增长）入手，深入探讨了颗粒物的动力学过程，如布朗运动、惯性碰撞和沉积。我们详细介绍了气溶胶对辐射的散射和吸收特性，以及它们作为云凝结核（CCN）和冰核（IN）的复杂作用。关键分析了气溶胶-云-降水反馈机制，解释了“云白度效应”和气溶胶对区域降水模式的潜在影响。本章最后探讨了气溶胶的化学转化，包括湿法和干法清除过程。第二卷：关键化学循环与污染源解析第四章：自由基化学与对流层臭氧循环对流层中的化学反应速率极高，主要由自由基驱动。本章聚焦于羟基自由基（•OH）、硝酸盐自由基（NO3）和过氧自由基（RO2）的生成、消耗和循环。详细解析了光解、O(¹D)与水反应生成•OH的过程，以及氮氧化物（NOx）在光照下催化的臭氧生成循环。我们探讨了挥发性有机化合物（VOCs）的氧化机制，从简单的烷烃到复杂的芳香族化合物，如何通过逐步氧化过程最终贡献于二次有机气溶胶（SOA）的形成。第五章：硫、氮和碳的全球循环大气化学的物质循环是理解环境负荷的基础。本章系统性地梳理了硫循环（从海洋释放的二甲硫醚到硫酸的形成），氮循环（从NOx到硝酸和硝酸盐的沉降），以及关键的碳循环（CO、CH4和VOCs在大气中的寿命和氧化路径）。特别强调了不同物种的区域排放源（自然源与人为源）如何通过大气输运形成跨界污染。我们运用同位素示踪技术来区分不同来源的贡献，并评估酸沉降和营养物质沉降对陆地和水体生态系统的影响。第六章：平流层化学与臭氧层的恢复本卷转向高层大气，重点关注臭氧的生成与破坏。详细阐述了查普曼循环，并分析了氯、溴等卤素化合物如何通过多相反应（如冰晶表面）在极地平流层中催化臭氧的破坏。本章通过模拟极地平流层云（PSCs）的形成和化学激活过程，解释了极地臭氧空洞的机制。同时，评估了蒙特利尔议定书对臭氧消耗物质（ODS）的控制效果，并探讨了未来可能出现的“重新富集”风险。第三卷：气候变化建模与未来展望第七章：大气输运模型与区域尺度模拟理解污染物和温室气体的分布需要先进的数值模型。本章侧重于描述化学输运模型（CTM）的构建原理，包括网格划分、时间步进方案以及化学动力学求解器的选择。重点讨论了边界层参数化、重力沉降和干湿沉降的方案化处理。我们通过案例研究（如沙尘暴的远距离输送或城市光化学烟雾的传播）来展示三维模型在预测区域空气质量和评估减排措施有效性方面的应用。第八章：气候反馈与地球系统模型气候变化研究要求将大气化学与全球气候模型（GCMs）耦合。本章解释了气候反馈机制，特别是云的辐射效应、气溶胶的间接效应以及碳循环的生物地球化学反馈。深入分析了气候变化对大气化学（如温度升高对反应速率的影响）和大气化学对气候变化（如水蒸气反馈）的相互作用。我们比较了偶合地球系统模型（ESMs）和仅包含大气过程的模型在预测未来气候情景中的优势与局限性。第九章：新兴大气挑战与未来研究方向本章展望了当前大气科学面临的紧迫挑战。讨论了超低排放源（ULPs）的追踪技术，例如新出现的含氟化合物（PFAS）在大气中的行为。深入探讨了生物源VOCs排放对未来气候模型的不确定性贡献。最后，本章总结了未来研究的方向，包括高分辨率卫星观测数据的同化技术、改进云微物理参数化方案，以及如何更有效地将化学过程纳入全球气候预测框架中，以指导可持续发展政策的制定。 --- 目标读者：大气科学、环境工程、地球系统科学、化学工程及相关领域的博士、硕士研究生及科研人员。学习目标：掌握大气中能量、物质和化学反应的定量描述方法，理解气候变化与大气污染物的相互影响，能够运用和评估先进的气候化学模型。