序言 能量流 1
第1章 自然灾害和人口 3
1．1 2011年的自然灾害 4
1．2 重大自然灾害 4
1．3 自然灾害的致死人数和经济损失 5
1．3．1 自然灾害中政府的作用 6
1．3．2 人类对灾害的响应 6
1．3．3 自然灾害造成的经济损失 6
1．4 自然灾害风险 8
1．4．1 墨西哥的波波卡特佩特火山 8
1．4．2 量级、频率和重现期 9
1．4．3 人口增长的影响 10
1．5 人口历史概述 10
1．5．1 指数型增长的力量 10
1．5．2 过去1万年的人类历史 11
1．5．3 今天的人口 12
1．6 未来世界人口 13
1．6．1 人口转型 15
1．6．2 城市化和地震致死人数 15
1．6．3 瘟疫 16
1．6．4 承载力 16
1．7 小结 18
复习题 19
思考题 19
第2章 地球内部能量与板块构造论 20
2．1 太阳和行星的起源 20
2．2 地球历史 21
2．3 地球的分层 22
2．3．1 物质的行为 24
2．3．2 地壳均衡论 24
2．4 内部能量源 26
2．4．1 碰撞能量和重力能量 26
2．4．2 放射性同位素 27
2．4．3 地球的年龄 29
2．5 板块构造论 30
2．5．1 板块构造论概念的演化 30
2．5．2 火山岩的磁化 32
2．6 大统一理论 38
2．7 怎样了解地球 39
2．8 小结 39
复习题 40
思考题 40
第3章 地震地质学与地震学 41
3．1 理解地震 42
3．2 断层类型 44
3．2．1 倾滑断层 45
3．2．2 走滑断层 46
3．2．3 转换断层 48
3．3 地震学的发展 49
3．4 地震波 50
3．4．1 体波 50
3．4．2 地震波与地球内部构造 50
3．4．3 面波 50
3．4．4 声波与地震波 52
3．5 探测地震震源 53
3．6 地震的震级 54
3．6．1 里氏震级 54
3．6．2 地震震级的其他测量方法 56
3．6．3 前震、主震和余震 56
3．6．4 震级、断层长度和地震波频率 57
3．7 地震时的地面运动 57
3．7．1 加速度 57
3．7．2 建筑物的周期与地基的反应 58
3．8 地震烈度：地震中的感觉 58
3．8．1 你感觉到了吗？ 59
3．8．2 麦加利烈度表变量 59
3．9 麦加利变量案例 60
3．10 多震国家的建筑物 63
3．10．1 剪力墙 63
3．10．2 建筑物加固 64
3．10．3 基础隔震 65
3．11 小结 66
复习题 66
思考题 67
第4章 板块构造学和地震 68
4．1 板块构造边缘和地震 68
4．2 扩张中心的地震 69
4．3．1 冰岛 69
4．2．2 红海和亚丁湾 69
4．2．3 加利福尼亚湾 72
4．3 地震带 72
4．4 俯冲带 73
4．4．1 日本311大地震 73
4．4．2 2004年印度尼西亚海啸 74
4．4．3 1985年墨西哥城大地震 75
4．4．4 1960年智利地震 77
4．4．5 1964年阿拉斯加地震 77
4．4．6 西北太平洋地震 77
4．5 陆陆板块碰撞产生的地震 79
4．5．1 2008年中国地震、2005年巴基斯坦地震和2011年印度地震 80
4．5．2 1556年中国最致命的地震 81
4．6 阿拉伯板块 81
4．6．1 大陆之间碰撞产生的地震 81
4．6．2 1962―2011年伊朗：致命的泥块建筑物 81
4．7 断层地震 82
4．7．1 2010年海地地震：建筑物不合格引发的灾难 83
4．7．2 1999年土耳其：一连串的地震 83
4．7．3 圣安德烈亚斯构造断层与地震 84
4．7．4 湾区过去和未来的地震 92
小结 95
复习题 95
思考题 96
第5章 美国和加拿大的地震 97
5．1 断层是怎样运动的 97
5．1．1 弹性回跳理论 97
5．1．2 新观点 98
5．2 逆断层地震 100
5．2．1 2011年弗吉尼亚州地震：古断层被激活 100
5．2．2 1994年加州北岭地震：大拐弯处的挤压 100
5．2．3 华盛顿州西雅图 101
5．3 正断层地震 102
5．3．1 1949年、1965年和2001年华盛顿州皮吉特湾：俯冲板块破裂 102
5．3．2 皮吉特湾下方的深部地震 102
5．4 新构造运动和古地震学 103
5．5 地震预测 105
5．5．1 长期地震预测 105
5．5．2 短期地震预测 105
5．5．3 预测的风险：对科技工作者的审判 106
5．6 人为引发的地震 107
5．6．1 处理井引发地震 107
5．6．2 石油和天然气增产的水力压裂技术 107
5．6．3 大坝引发地震 108
5．6．4 炸弹爆炸 108
5．7 地震烈度图 108
5．7．1 你感觉到了吗？ 108
5．7．2 烈度图 108
5．8 加州地震情景 110
5．8．1 年均地震损失 110
5．8．2 地震避险演习 110
5．9 美国和加拿大的地震 111
5．10 北美西部 113
5．10．1 西部大盆地 114
5．10．2 山区地震带 116
5．10．3 里奥格兰德裂谷 117
5．11 板块内部地震 118
5．11．1 1811―1812年密苏里州的新马德里地震 119
5．11．2 里尔富特裂谷 121
5．11．3 美国中部的古裂谷 122
5．12 北美东北部的板内地震 123
5．12．1 新英格兰 124
5．12．2 圣劳伦斯河流域 124
5．12．3 1886年南卡罗来纳州查尔斯顿市 125
5．13 夏威夷的地震和火山活动 126
5．13．1 1975年地震 127
5．13．2 2006年地震 128
5．14 小结 128
复习题 128
思考题 129
第6章 火山喷发：构造板块和岩浆 130
6．1 如何理解火山爆发 130
6．2 火山的板块构造背景 130
6．3 岩浆的化学成分 133
6．4 岩浆的黏度、温度和含水量 134
6．5 火山是怎样爆发的？ 137
6．5．1 喷发方式和含水量的作用 138
6．5．2 一些火山物质 138
6．6 火山的黏度、挥发性和体积 141
6．6．1 盾状火山 142
6．6．2 溢流玄武岩 144
6．6．3 火山锥 144
6．6．4 成层火山 144
6．6．5 熔岩穹隆 146
6．6．6 火山口 148
小结 154
复习题 155
思考题 155
第7章 火山历史案例：杀人事件 156
7．1 扩张中心处的火山活动 156
7．2 俯冲带处的火山活动 157
7．3 火山过程和杀人事件 166
7．3．1 火山致死人数的历史记录 166
7．3．2 火山碎屑喷发 166
7．3．3 海啸 170
7．3．4 火山泥流 170
7．3．5 岩石崩塌 173
7．3．6 间接饥荒 173
7．3．6 火山气体 173
7．3．8 熔岩流 176
7．4 一些杀人喷发的喷发指数 176
7．5 火山监控和预警 177
7．5．1 1982年加利福尼亚州长谷火山 177
7．5．2 1991年菲律宾皮纳图博火山 179
7．5．3 即将喷发的征兆 179
7．5．4 火山观测站 180
小结 180
复习题 180
思考题 181
第8章 海啸与风浪 182
8．1 2011年3月11日日本海啸 182
8．1．1 海啸横渡太平洋 183
8．1．2 地面沉降 183
8．1．3 1700年1月26日卑诗省、华盛顿州、俄勒冈州 183
8．1．4 海浪 184
8．2 风浪 184
8．2．1 风浪为何会破碎 185
8．2．2 疯狗浪 185
8．3 海啸 187
8．4 海啸与风浪 188
8．5 地震引发的海啸 191
8．5．1 2004年印度洋海啸 191
8．5．2 1946年4月1日阿拉斯加：第一个最大的波浪 193
8．5．3 1960年5月22日智利：第三个最大的波浪 193
8．5．4 1964年3月27日阿拉斯加：第五个最大的波浪 194
8．6 火山引发的海啸 195
8．7 滑坡引发的海啸 196
8．7．1 火山坍塌 196
8．7．2 地震引发的运动 197
8．7．3 海湾和湖泊 199
8．8 假潮 200
8．9 海啸和你 200
8．9．1 2004年12月26日印度尼西亚西姆尔勒岛 201
8．9．2 1992年9月1日尼加拉瓜 201
8．9．3 人类加剧灾难 201
8．9．4 海啸警报 201
8．10 小结 203
复习题 203
思考题 203
第9章 外部能源、天气和气候 204
9．1 外部能源 204
9．2 地球接收的太阳辐射 205
9．3 地球出射的能量 206
9．3．1 温室效应 206
9．3．2 反照率 206
9．4 水循环 208
9．5 水和热量 208
9．5．1 对流 209
9．5．2 水汽和湿度 209
9．5．3 潜热 209
9．5．4 绝热过程 210
9．5．5 递减率 211
9．5．6 陆地和水体的差温加热 211
9．6 大气中的能量转移 211
9．7 海洋中的能量转移 212
9．8 低层大气的分层 213
9．8．1 温度 213
9．8．2 气压 214
9．9 地球自转风 214
9．9．1 气压梯度力 214
9．2．2 气旋 215
9．10 大气环流 216
9．10．1 低纬度地区 217
9．10．2 高纬度地区 218
9．10．3 中纬度地区 218
9．10．4 观察到的大气环流 221
9．11 海洋环流 221
9．11．1 表层环流 222
9．11．2 深海环流 222
复习题 223
思考题 224
第10章 龙卷风、闪电、热浪与寒流 1
10．1 恶劣天气 1
10．2 暴风雪 226
10．2．1 寒冷 226
10．2．2 降雨 227
10．2．3 东北风暴 227
10．2．4 暴风雪 228
10．2．5 冰暴 229
10．2．6 大湖效应 230
10．3 雷暴的运作方式 230
10．4 气团雷暴 232
10．5 强雷暴 232
10．5．1 超级单体雷暴 233
10．5．2 北美雷暴 233
10．5．3 暴雨和山洪 235
10．5．4 冰雹 236
10．5．5 直行雷暴 236
10．6 龙卷风 237
10．7 龙卷风如何形成 237
10．7．1 区域尺度 237
10．7．2 超级单体雷暴尺度 237
10．7．3 涡流尺度 239
10．7．4 龙卷风的最后阶段 239
10．7．5 美国和加拿大的龙卷风 239
10．8 龙卷风爆发 243
10．8．1 龙卷风和城市 245
10．8．2 龙卷风摧毁房屋的方式 245
10．9 龙卷风安全 246
10．10 闪电 246
10．10．1 闪电的成因 247
10．10．2 避免雷击 249
10．11 热浪 249
10．11．1 1995年7月芝加哥热浪 249
10．11．2 城市天气 250
10．11．3 2003年和2010年欧洲热浪 250
10．12 小结 251
复习题 252
思考题 252
第11章 飓风 1
11．1 飓风 254
11．2 飓风的成因 255
11．3 飓风的运行方式 255
11．3．1 眼壁和风眼 256
11．3．2 飓风中的龙卷风 257
11．3．3 飓风中的能流 257
11．3．4 飓风的能量释放 257
11．4 飓风的起源 258
11．5 北大西洋飓风 259
11．5．1 佛得角型飓风 260
11．5．2 加勒比海和墨西哥湾型飓风 263
11．6 飓风预报 264
11．6．1 飓风的命名 265
11．6．2 大西洋盆地的飓风趋势 266
11．7 飓风造成的损失 267
11．7．1 风暴潮灾害 268
11．7．2 暴雨和内陆洪水 269
11．8 飓风和墨西哥湾沿岸 270
11．9 飓风和大西洋沿岸 273
11．10 疏散的困境 274
11．11 降低飓风带来的损失 274
11．11．1 建筑规范 274
11．11．2 土地利用规划 275
11．11．3 限制沿海开发 275
11．12 全球海平面上升 275
11．13 飓风和太平洋沿岸 276
11．14 飓风和孟加拉国 276
11．15 小结 278
复习题 278
思考题 279
第12章 气候变化 280
12．1 早期的地球气候 280
12．2 地球的气候历史：百万年时间尺度 281
12．2．1 晚古生代冰期 283
12．2．2 晚古新世暖期 283
12．2．3 晚新生代冰期 285
12．3 冰川进退：数千年的时间尺度 285
12．4 气候变化：数百年的时间尺度 288
12．5 短期气候变化：数年的时间尺度 289
12．5．1 厄尔尼诺现象 289
12．5．2 拉尼娜现象 291
12．5．3 太平洋年代际振荡 292
12．5．4 火山作用和气候 293
12．5．5 火山气候的影响 295
12．6 过去的几千年 295
12．7 20世纪 296
12．8 太阳能量的变化 297
12．9 温室气体和悬浮微粒 299
12．9．1 水蒸气 299
12．9．2 二氧化碳 299
12．9．3 甲烷 300
12．9．4 二氧化氮 300
12．9．5 臭氧 300
12．9．6 含氯氟烃 300
12．9．7 20世纪温室气体的增长 300
12．9．8 悬浮微粒 301
12．10 21世纪 301
12．10．1 最热的年份 301
12．10．2 全球气候模型 302
12．10．3 干旱和饥荒 302
12．10．4 冰川融化 304
12．10．5 海平面上升 306
12．10．6 海洋环流 306
12．10．7 变化信号 307
12．11 减排措施 307
12．11．1 控制大气中的二氧化碳含量 307
12．11．2 减少地球接收到的太阳能 308
12．11．3 其他有效策略 308
12．12 小结 308
复习题 309
思考题 309
第13章 洪水 310
13．1 河流是如何起作用的 310
13．1．1 均衡的河流 311
13．1．2 洪泛区 314
13．2 洪水频率 314
13．2．1 意大利佛罗伦萨，1333年和1966年 314
13．2．2 洪水频率曲线 314
13．2．3 洪水的类型 315
13．2．4 突发性洪水 317
13．2．5 区域性洪水 320
13．2．6 中国的洪水 325
13．3 社会对洪灾的响应 326
13．3．1 大坝、水库和天然蓄水区 326
13．3．2 防洪堤 326
13．3．3 防洪沙袋 327
13．3．4 洪水预测 328
13．3．5 区划和土地利用 328
13．3．6 洪水保险 328
13．4 城市化与洪水 328
13．4．1 洪水过程线 328
13．4．2 洪水频率 329
13．4．3 河道渠道化 329
13．5 最大的洪水 332
13．6 小结 334
复习题 334
思考题 335
第14章 火灾 336
14．1 火 336
14．2 什么是火 337
14．3 火不可或缺 338
14．4 燃烧三要素 339
14．5 燃烧的各个阶段 340
14．6 火的传播 341
14．6．1 可燃物 342
14．6．2 风 342
14．6．3 地形 343
14．6．4 火的行为 343
14．7 可燃物 343
14．7．1 草地 343
14．7．2 灌木 343
14．7．3 森林 344
14．8 火险天气和大风 345
14．8．1 冷锋风 345
14．8．2 下坡风 345
14．8．3 局地风 346
14．8．4 五大湖地区的风与火 346
14．8．5 加利福尼亚州的风与火 347
14．9 房屋设计和火灾 350
14．10 灭火 353
14．10．1 黄石国家公园火灾 353
14．10．2 加利福尼亚和下加利福尼亚：早晚偿还 354
14．10．3 2000年的美国西南部 356
14．10．4 计划林火 356
14．11 澳大利亚的火灾 357
14．11．1 厄尔尼诺现象 357
14．11．2 提前撤离和就地避难 357
14．12 火灾和洪水的相似性 358
14．13 小结 358
复习题 358
思考题 359
第15章 块体移动 360
15．1 块体移动中的重力作用 360
15．2 边坡失稳的外因 363
15．3 边坡失稳的内因 363
15．3．1 内部的软弱物质 363
15．3．2 内因中水的作用 364
15．3．3 凝聚力降低 367
15．3．4 不良地质结构 367
15．3．5 块体移动的触发因素 368
15．4 块体移动的分类 368
15．5 崩塌 369
15．6 滑坡 370
15．6．1 旋转滑坡 370
15．6．2 平移滑坡 372
15．7 流动 374
15．7．1 加利福尼亚州葡萄牙弯的土流 374
15．7．2 1995年和2005年拉肯奇塔社区的滑坡与泥石流 375
15．7．3 长程泥石流 376
15．8 雪崩 378
15．9 海底滑坡 379
15．10 减灾措施 379
15．11 沉陷 381
15．11．1 灾难性沉陷 381
15．11．2 缓慢沉陷 382
15．12 小结 385
复习题 385
思考题 386
第16章 海岸过程和灾害 387
16．1 沙石 387
16．2 波浪 388
16．2．1 湍流 388
16．2．2 波浪折射 389
16．2．3 沿岸漂移 390
16．3 潮汐 391
16．4 海岸控制结构 392
16．4．1 海堤 392
16．4．2 海崖加固 393
16．4．3 丁坝 393
16．4．4 防浪堤 394
16．5 小结 394
复习题 395
思考题 395
第17章 太空物体的撞击 396
17．1 能量和碰撞 396
17．2 撞击坑 397
17．3 宇宙碎片的来源 398
17．3．1 小行星 398
17．3．2 彗星 400
17．4 流星体的流入率 401
17．4．1 宇宙尘埃 403
17．4．2 流星 403
17．4．3 陨石 403
17．5 撞击坑的形成过程 404
17．6 撞击坑的形成 407
17．7 切萨皮克湾陨石坑的起源 408
17．8 白垩纪末期的撞击 408
17．8．1 白垩纪末期撞击的证据 409
17．8．2 白垩纪末期的撞击地点 409
17．8．3 小行星的尺寸和速度 410
17．8．4 撞击角度 410
17．8．5 白垩纪末期撞击对生命的影响 410
17．9 20世纪和21世纪最大的事件 411
17．9．1 1908年西伯利亚通古斯事件 411
17．9．2 最大的“近期事件” 412
17．10 大撞击的频率 413
17．10．1 一生中遭受撞击的风险 413
17．10．2 阻止撞击 414
17．11 小结 415
复习题 415
思考题 415
· · · · · · (收起)