Air Pollution Meteorology and Dispersion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Arya, S. Pal

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:

价格:115

装帧:

isbn号码:9780195073980

丛书系列:

图书标签:

• 空气污染
• 气象学
• 扩散模型
• 大气环境
• 环境科学
• 污染控制
• 数值模拟
• 微气象
• 大气化学
• 环境监测

气象与污染：一个全新的视角 本书深入探讨了大气科学与环境污染之间错综复杂的关系，旨在为读者提供一个全面、细致的分析框架，以理解污染物在自然环境中的传输、转化与最终归宿。我们聚焦于气象因素如何作为驱动力，塑造和调节空气质量的动态过程，并详细剖析了不同尺度下大气运动对污染负荷的影响机制。 第一部分：大气过程的物理基础 本部分首先建立理解大气环境问题的必要物理和化学基础。我们将详细介绍边界层理论，这是理解地表污染物扩散的关键。边界层，特别是行星边界层（PBL），是人类活动与大气交换最活跃的区域。本书将讲解如何利用湍流扩散理论来量化混合过程，包括机械湍流和热力湍流的产生机制及其对污染物垂直廓线的塑造作用。我们不仅会回顾经典的Pasquill-Gifford分类法，更会深入探讨更现代的拉格朗日（Lagrangian）和欧拉（Eulerian）模型在描述污染物传输中的应用，强调边界层高度、风切变和有效烟羽抬升等关键气象参数对近地表浓度的决定性影响。 随后，我们将转向大气热力学。详细阐述大气稳定性的概念，从宏观的绝热过程到微观的浮力效应。气温垂直分布，即温度直减率，是判断大气是否有利于稀释污染物或导致污染聚集的决定性指标。本书将详细阐述逆温现象，包括辐射逆温、下沉逆温和锋面逆温的成因、持续时间和对污染物浓度的放大效应。通过对热力不稳定的深入理解，读者将能更好地预测强对流天气系统对污染物的水平和垂直输送能力。 第二部分：风场与传输动力学 风，作为大气中最主要的动力传输介质，是本书关注的核心。我们构建了一个多尺度的风场分析体系。首先，从宏观尺度，介绍全球环流、中尺度天气系统（如气旋、反气旋和地形驱动的环流）如何为区域污染物的区域性传输设定基本路径。重点分析地形对风场的影响，如山谷风、海陆风以及焚风效应如何改变局部风速和风向，从而导致特定区域的“污染口袋”。 在中尺度层面，本书着重解析复杂地形下的风场模拟。我们将探讨数值天气预报（NWP）模型中参数化方案（如陆面过程和行星边界层方案）如何影响对局域风场的再现能力。特别是，对于城市峡谷和复杂地貌，如何利用CFD（计算流体力学）方法来解析紊流、回流和射流现象，这些现象直接决定了城市环境中污染物的局部累积和暴露水平。本书将提供详尽的案例研究，展示如何通过风场分析来解释特定区域的超标排放事件。 第三部分：气溶胶与化学转化机制 空气污染并非仅仅是物理传输问题，化学转化同样重要。本部分将视角从物理气象转向大气化学，重点关注气溶胶的形成、演化和沉降过程。我们将详细讨论气溶胶的来源（初级和次级）、粒径分布的重要性，以及不同粒径颗粒物（PM2.5, PM10）对能见度和健康的影响机制。 在化学转化方面，本书深入探讨了光化学反应链。重点分析关键的自由基化学，例如羟基自由基（OH）的作用，以及它如何驱动挥发性有机化合物（VOCs）和氮氧化物（NOx）向臭氧（O3）和二次有机气溶胶（SOA）的转化。对于区域性复合型污染，如臭氧和细颗粒物污染，本书将剖析其“源-汇”关系，强调气象条件（如日照强度、温度、湿度）如何作为催化剂或抑制剂，加速或减缓污染物的化学老化过程。 第四部分：监测、建模与减排策略 理解了基础理论后，本书的第四部分转向实际应用——如何量化污染、预测未来趋势以及制定有效的控制策略。 在监测方面，我们将回顾常规地面监测网络、遥感技术（如卫星和激光雷达）在提供垂直廓线信息方面的优势与局限性。重点讨论如何结合气象观测数据（如风廓线仪、探空气球）来构建真实、高分辨率的三维污染源-传输模型输入。 在污染传输模拟方面，本书将系统性地介绍当前主流的传输模型类型，包括高斯烟羽模型、欧拉网格模型（如CAMx, CMAQ）和拉格朗日粒子模型（如HYSPLIT, FLEXPART）。详细阐述这些模型在整合气象输入（如风场、边界层高度、稳定度）以进行预测和反演分析时的数学原理和计算挑战。对于复杂的城市尺度模拟，本书将讨论如何有效耦合大气化学模块和城市参数化方案。 最后，本书将污染科学与政策制定紧密联系。通过案例分析，展示如何利用气象-传输模型的结果来识别关键传输路径、评估区域联防联控措施的有效性，并预测不同减排情景下的空气质量改善潜力。强调在制定减排目标时，必须将气象背景条件的年际变化和极端事件纳入考量，以确保减排效果的稳定性和可持续性。 本书的最终目标是，为环境工程师、气象学家、城市规划师以及政策制定者提供一个扎实的知识基础，使他们能够以科学、系统的方式应对日益严峻的大气污染挑战。

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