Minor Constituents in the Middle Atmosphere (Developments in Earth and Planetary Sciences) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Tatsuo Shimazaki

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:1986-03-31

价格:USD 273.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789027721075

丛书系列:

图书标签:

• Middle Atmosphere
• Minor Constituents
• Atmospheric Chemistry
• Aeronomy
• Upper Atmosphere
• Planetary Sciences
• Atmospheric Composition
• Trace Gases
• Remote Sensing
• Stratosphere

大气科学前沿探索：跨越平流层与中间层的复杂过程研究 本书致力于深入剖析地球大气层中，特别是平流层（Stratosphere）与中间层（Mesosphere）区域内，那些虽然含量微小但对大气环流、化学平衡及辐射收支具有决定性影响的“次要成分”（Minor Constituents）的物理、化学与动力学特性。我们力求超越传统大气组分（如氮气、氧气）的研究范畴，聚焦于那些决定大气结构与演化的关键微量物质及其相互作用机制。 第一部分：平流层中的关键微量物质与化学循环 平流层，介于对流层和平流层之间，是臭氧层（Ozone Layer）的所在地，其温度随高度增加，这使得该区域的动力学和化学过程独具特征。本书首先系统梳理了平流层中最重要的次要成分——臭氧（O3）的生成、破坏循环及其与太阳紫外线辐射的复杂耦合。我们详细探讨了Chapman机制的修正版本，以及催化性破坏循环，特别是氢氧自由基（如OH, HOx）、氮氧化物（NOx）和氯自由基（如ClO, ClOx）在其中的核心作用。 随后，我们将焦点投向了平流层中的水汽输送。水汽作为一种强效的温室气体，其在对流层顶（Tropopause）的精确输送量直接影响到上层大气的辐射平衡。本书基于最新的观测数据和高分辨率模型模拟，分析了对流层顶的“冷点”机制如何调节水汽的注入量，并讨论了气候变化背景下，水汽向上输送可能带来的反馈效应。 此外，本书对平流层气溶胶进行了详尽的论述。不同于对流层中由地表活动主导的气溶胶，平流层气溶胶主要来源于火山爆发、航天活动及地外物质的再入。我们重点剖析了硫酸盐气溶胶（Sulfuric Acid Aerosols）的成核、增长与沉降过程，特别关注1991年皮纳图博火山爆发对全球辐射平衡和臭氧层短期破坏的长期影响。对于硫酸盐层（Junghuhn Layer）的结构、颗粒物大小分布及其对红外辐射的吸收特性，本书提供了详尽的物理化学解释。 第二部分：中间层：极端温度与化学活性的交汇点 中间层（Mesosphere），大气层中温度最低的区域，其温度梯度急剧下降，导致了极其独特的动力学现象。本书深入探讨了影响中间层结构和化学反应速率的关键微量物质。 活性氮族（Active Nitrogen Species）：在中间层高层，由于紫外线辐射强度减弱，氮气的光解速率降低，导致氮氧化物的平衡状态与下层大气显著不同。本书详细考察了$ ext{NO}$、$ ext{NO}_2$、$ ext{N}_2 ext{O}_5$以及$ ext{N}_2 ext{O}$（一氧化二氮）的垂直分布，并阐述了它们如何通过与活性氢物种的反应，影响中间层的氧化还原状态。一氧化二氮作为一种重要的长寿命温室气体，其在中间层的分解是其全球寿命的关键决定因素，本书对这一分解途径进行了量化分析。 金属原子与电离层耦合：中间层底部（约80至100公里），即D层电离层区域，是流星尘（Meteor Ablation Products）的富集区。这些物质主要包含钠（Na）、镁（Mg）和铁（Fe）等碱金属。本书详细描述了这些金属原子的垂直输送（由重力波驱动），以及它们如何通过光解、化学捕获形成中性金属原子层（Neutral Metal Layers）。这些金属层不仅是产生夜光云（Noctilucent Clouds, NLCs）的凝结核，它们的光学特性也对激光通信和遥感技术构成重要影响。 甲烷氧化与水汽的“上层传输”：甲烷（$ ext{CH}_4$）是一种重要的长寿命温室气体，其主要氧化地带位于中间层。本书分析了甲烷在高层大气中的氧化产物——水汽——如何被输送到热层（Thermosphere），从而影响热层顶部的热力学结构。中间层的$ ext{CH}_4$浓度梯度是连接对流层化学与高层大气化学的重要桥梁。 第三部分：动力学机制对次要成分分布的控制 次要成分的分布并非仅由局地化学决定，其在垂直和水平方向上的传输，极大地受到大气动力学的调制。本书专门开辟章节讨论了驱动高层大气物质重新分配的动力学过程。 重力波（Gravity Waves）与垂直混合：重力波是驱动平流层和中间层物质重新分配的主要机制。我们探讨了重力波的产生、传播、非线性破碎，以及它们如何通过波致扩散（Wave-Induced Diffusion）和波致环流（Wave-Induced Circulation）有效地将物质从对流层顶向上传输或在垂直方向上进行混合。书中对比了不同波源（如对流活动、山脉抬升）产生的重力波对特定微量气体（如$ ext{N}_2 ext{O}$或$ ext{CH}_4$）垂直梯度塑造的贡献。 准定常行波与季节性变化：平流层的准平流环流（Brewer-Dobson Circulation, BDC）是控制臭氧和长寿命微量气体（如$ ext{CFCs}$的替代物）在不同纬度分布的关键。本书详细分析了BDC的强度与季节性变化，特别是其在极地平流层中形成的“悬崖”（Cliff）区域，如何导致特定化学物质在极涡内部累积或平流。 结论与展望 本书总结了当前对中层大气次要成分研究面临的主要挑战，包括高层大气中化学动力学耦合的复杂性、微量气体的精确遥感测量误差，以及未来气候变化对次要成分垂直分布的潜在影响。通过整合最新的现场测量（如高分辨率光谱仪数据）、实验室化学动力学实验结果以及三维化学传输模型（3D-CTMs）的预测，本书为大气科学家、地球物理学家以及环境工程师提供了一个全面、深入且富有洞察力的参考框架。我们强调，对这些微量组分的精确理解，是建立可靠的地球系统模型，预测未来大气环境变化的基础。

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作为一名对地球大气层充满好奇心的读者，我一直寻找能够深入了解其中微观机制的书籍，《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》无疑满足了我的这一期望。这本书以其对中间大气层，特别是平流层和中间层区域中那些数量虽少却作用巨大的化学物质的深入剖析，给我留下了深刻的印象。书中对臭氧（O3）的形成与分解，以及影响其浓度的关键痕量气体，如氮氧化物（NOx）、氢氧自由基（HOx）、氯氧化物（ClOx）和溴氧化物（BrOx）的详细阐述，让我对臭氧层保护地球免受紫外线辐射的关键作用有了更深刻的理解。作者不仅展示了这些化学物质的性质和相互作用，还探讨了它们如何受到人类活动、火山爆发和太阳活动等多种因素的影响，从而导致大气层发生变化。我特别欣赏书中关于平流层平流层混合过程以及这些过程如何将污染物输送到高层大气的讨论，这让我认识到大气层是一个高度连接的系统。这本书为我打开了一扇通往更深层科学理解的大门，也激发了我对地球系统复杂性的进一步探索。

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对于我而言，这不仅仅是一本关于大气科学的书籍，更是一次深入探索地球奥秘的旅程。《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书，以其对中间大气层中那些“微小”却至关重要的化学成分的详尽剖析，深深地吸引了我。书中对平流层和中间层区域的化学过程，特别是与臭氧层保护、辐射平衡以及气候变化相关的痕量气体的研究，提供了前所未有的清晰度。我尤其欣赏作者在阐述复杂的化学反应机理时，能够运用生动形象的比喻和图表，将抽象的化学概念变得易于理解。例如，书中关于氯和溴在催化臭氧分解循环中的作用，就像在讲述一场精心编排的“化学舞蹈”，每一个步骤都精准而关键。此外，作者对人类活动对这些次要成分的影响，如全球变暖如何改变甲烷和氧化亚氮的排放和转化，以及这些变化如何反馈到大气层，进行了深刻的探讨。这让我认识到，大气层中的每一个微小变化，都可能牵一发而动全身，对整个地球系统产生连锁反应。这本书为我提供了一个全新的框架来理解我们星球的复杂性，也让我对未来的气候变化研究方向充满了期待。

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一本真正能够触及地球大气科学核心的著作。我一直对大气层中的细节以及它们如何共同作用形成我们所经历的天气和气候模式感到着迷，而《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书，则是我深入理解这一过程的绝佳指南。书中对中间大气，尤其是平流层和中间层区域中那些数量虽少但影响力巨大的化学成分进行了详尽的阐述。我非常欣赏作者在介绍复杂的化学反应机理时，能够清晰地勾勒出其逻辑链条，并且能够将理论模型与实际观测数据紧密结合。例如，书中对氯自由基（Cl）和溴自由基（Br）在催化臭氧损耗中的作用的深入分析，以及它们如何受到氟氯烃（CFCs）等人类排放物质的影响，为我理解臭氧层空洞的成因提供了坚实的基础。此外，书中对水蒸气在高层大气中的作用，以及它如何与平流层平流层混合过程和云的形成相互关联的讨论，也让我对大气的水循环有了更全面的认识。这本书不仅仅是关于化学公式和数据，它更像是在讲述一个关于地球大气层内部精密运作的宏大故事，让我对我们所居住的这颗蓝色星球有了更深的敬畏之情。

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初见此书，就被其厚重的学术气息所吸引。作为一名对地球科学领域怀有浓厚兴趣的读者，我一直希望能够深入了解大气层中那些虽不显眼却至关重要的“次要成分”如何运作。《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》正是这样一本能够满足我求知欲的著作。它将焦点集中在中间大气层，特别是平流层和中间层，这两个区域是大尺度天气系统和气候变化研究中常常被忽略却又至关重要的环节。我非常佩服作者能够将复杂的化学动力学过程，例如平流层中自由基的产生、转化和消失，以及它们如何催化臭氧的生成和损耗，以一种清晰且有条理的方式呈现出来。书中对臭氧（O3）以及影响其浓度的关键痕量气体，如氮氧化物（NOx）、氢氧自由基（HOx）、氯氧化物（ClOx）和溴氧化物（BrOx）的详细分析，让我对臭氧层为何能保护地球免受有害紫外线辐射有了更深刻的理解。此外，书中对火山活动、太阳活动变化以及人类排放物（如甲烷、氧化亚氮）如何影响这些次要成分的浓度和分布，进而影响整个大气系统的讨论，都极具启发性。这本书不仅提供了丰富的科学知识，更让我对地球科学研究的严谨性和深度有了全新的认识。

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当我翻开《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书时，我便被其严谨的学术风格和对地球大气科学前沿问题的深度聚焦所吸引。这本书不仅名字听起来就充满了专业性和吸引力，其内容更是将我带入了一个充满未知的领域——中间大气层。作者对这一区域中那些数量稀少但功能强大的化学物质，如臭氧、氮氧化物、氢氧自由基、氯化物以及溴化物等的细致描绘，让我对其在大气化学和动力学中的作用有了前所未有的认识。我特别着迷于书中关于平流层平流层混合过程的讨论，以及这些过程如何将地面排放的痕量物质输送到高层大气，并在那里引发一系列复杂的化学反应，影响着臭氧层的厚度和地球的辐射平衡。作者还深入探讨了火山爆发、太阳活动变化以及人类活动（如航空排放）等外部因素，如何影响这些次要成分的浓度和分布，从而对气候系统产生连锁效应。这本书为我提供了一个理解地球大气层复杂相互作用的绝佳视角，也让我对气候变化的科学研究有了更深层次的认识。

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一本真正能拓展视野的著作。当我拿起《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》时，我就知道我将要踏入一个复杂而迷人的科学领域。书名本身就充满了吸引力——“次要成分”，在地球大气的宏伟画卷中，它们或许不是最引人注目的色彩，但正是这些微小的细节，构成了大气层运作的关键机制。书中对中间大气，特别是平流层和中间层区域的深入探讨，让我得以窥见那些决定着地球气候、天气模式，甚至是影响着我们赖以生存的臭氧层保护伞的关键化学物质。我非常喜欢作者在描述复杂化学反应时，能够穿插一些历史性的研究背景，以及对关键科学发现的介绍。例如，书中关于平流层中羟基自由基（OH）和过氧化自由基（HO2）在催化循环中的作用，以及它们如何影响臭氧的生成和破坏，这些内容对我来说既新鲜又富有启发性。作者还探讨了火山喷发、太阳活动以及人类活动（如高空飞机排放）等外部因素，如何影响这些次要成分的浓度和分布，从而进一步影响整个大气系统的平衡。这本书不仅仅是枯燥的科学数据堆砌，它更像是一位经验丰富的科学家，耐心而详尽地引导读者穿越复杂的科学迷宫，去理解地球大气层最核心的运作逻辑。

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一本厚重的著作，封面上的标题“Minor Constituents in the Middle Atmosphere (Developments in Earth and Planetary Sciences)”就足以让人感受到其份量和专业性。我一直对大气层中那些细微却至关重要的成分充满好奇，它们如何影响着地球的气候、天气，甚至是更宏观的地球系统演变，这绝对是一个值得深入探讨的领域。这本书恰恰填补了我在这方面的知识空白。初翻开，扑面而来的便是一种严谨的学术氛围，大量的公式、图表和专业术语，虽然初时有些挑战，但也正是这种深度，让我对接下来的阅读充满了期待。我特别关注的是书中对臭氧层中次要成分的详细分析，它们在紫外线吸收、化学反应链中的作用，以及近年来人类活动对其造成的影响，这些内容对于理解我们赖以生存的地球环境至关重要。此外，书中对平流层和中间层中其他痕量气体，如甲烷、氧化亚氮等的讨论，也让我对大气化学的复杂性有了更深刻的认识。我喜欢作者在介绍复杂概念时，能够循序渐进，从基本原理出发，逐步深入到前沿的研究成果，这种教学方式非常适合我这样并非专业背景的读者。虽然我还没有完全读完，但这本书已经在我心中种下了对地球科学更深层次的探究欲望，让我迫不及待地想去了解更多关于我们星球大气层未被充分认识的奥秘。

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这本书为我打开了对地球大气层更深层次的认知。一直以来，我对大气科学领域中的那些“幕后英雄”——那些数量不多却拥有巨大影响力的化学物质——充满好奇。而《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书，正是精准地满足了我的这一需求。它将目光投向了地球大气层中一个至关重要却相对不为人熟知的区域——中间大气层，并深入探讨了其中各种“次要成分”的性质、分布及其在化学和动力学过程中的作用。我尤其被书中对平流层中臭氧化学的详尽解析所吸引。作者不仅介绍了臭氧（O3）的形成和分解机制，还详细阐述了那些催化这些过程的痕量气体，如氮氧化物（NOx）、氯原子（Cl）、溴原子（Br）以及氢氧自由基（HOx）等，是如何协同作用，维持着臭氧层的动态平衡。书中对人类活动（如排放氟氯烃）对这些次要成分的影响，以及由此引发的臭氧层损耗问题的探讨，让我深刻认识到我们对地球系统的干预所带来的深远后果。此外，作者对中间层中水汽、甲烷等物质的讨论，以及它们如何影响该区域的温度和化学过程，也为我提供了全新的视角。这本书的严谨性和深度，足以让任何一位对地球科学感兴趣的读者受益匪浅。

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我一直对地球大气层中所存在的那些“不那么显眼”但却起着关键作用的物质感到着迷，而《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书，正是为我这样的读者量身打造的。它所探讨的内容，远不止是简单地列举大气中的各种成分，而是深入剖析了这些“次要成分”在中间大气（Middle Atmosphere）这一特定区域的浓度分布、化学性质、物理行为以及它们之间错综复杂的相互作用。我特别被书中对平流层和平流层顶区域，那些看似微不足道的分子，如何主导着能量传输和化学转化过程的详细阐述所吸引。例如，作者对于含氮化合物（如NOx）和含氯化合物（如ClOx）在臭氧损耗机制中的催化循环的细致讲解，让我如拨云见日般理解了臭氧层为何会受到人类活动的影响而产生变化。书中不仅提供了大量的观测数据和模型模拟结果，还对这些数据的解释和推导过程进行了清晰的说明，这使得我能够不仅仅是被动接受信息，而是能够主动地去理解和思考。我尤其欣赏书中对于不同研究方法和技术的介绍，例如，如何通过卫星遥感、地面观测以及化学动力学模型来研究这些稀有的大气成分，这让我看到了科学家们是如何一步步揭示这些隐藏在天空之上的奥秘的。这本书为我打开了一扇通往大气科学前沿的大门，让我对地球系统内部的精妙运作有了全新的认知。

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我一直对地球大气层中那些不太为人所知却至关重要的元素充满了好奇，而《Minor Constituents in the Middle Atmosphere》这本书，无疑满足了我探索的欲望。它深入探讨了中间大气层（Middle Atmosphere），特别是平流层和中间层中那些数量稀少却对大气化学和动力学有着深远影响的化学物质。我特别着迷于书中对痕量气体，如水蒸气、甲烷、氧化亚氮（N2O）以及各种卤化物（如氯和溴的化合物）的详细分析。这些物质虽然在大气总量中所占比例微乎其微，但它们在臭氧化学、辐射平衡以及能量传输过程中扮演着不可或缺的角色。作者通过严谨的科学论证和详实的观测数据，揭示了这些次要成分如何通过复杂的化学反应链，影响着臭氧层的厚度，以及它们如何与太阳辐射和地球表面的能量交换过程相互作用。我尤其欣赏书中关于平流层平流层混合过程的讨论，以及这些过程如何将地面排放的痕量物质输送到高层大气，并在那里引发一系列化学反应。这本书为我提供了一个全新的视角来理解地球大气系统的复杂性，也让我对人类活动对气候变化的影响有了更深层次的认识。

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