Atmospheric Aerosols Characterization, Chemistry, Modeling and Climate pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Valsaraj, Kalliat T. (EDT)/ Kommalapati, Raghava R. (EDT)

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2009-2

价格:$ 169.50

装帧:

isbn号码:9780841269736

丛书系列:

图书标签:

• 大气气溶胶
• 气溶胶化学
• 气溶胶物理
• 气候变化
• 大气科学
• 环境科学
• 大气建模
• 遥感
• 环境污染
• 气象学

好的，这是一份关于一本名为《Atmospheric Aerosols Characterization, Chemistry, Modeling and Climate》的图书的详细简介，内容完全围绕大气气溶胶的表征、化学、模型和气候影响展开，不包含任何关于人工智能或写作过程的描述，并且力求自然流畅，避免刻板的模板化语言。 --- 图书简介：大气气溶胶的表征、化学、模型与气候 导言：悬浮颗粒物的全球挑战 大气气溶胶，这些悬浮于地球大气中的微小固体或液体颗粒，是驱动全球气候系统、影响区域空气质量乃至生态健康的核心要素之一。它们不仅直接散射和吸收太阳辐射，还作为云凝结核（CCN）和冰核（IN），深刻地调控着云的形成、寿命和反射率。理解气溶胶的复杂性——从其在不同源区的生成到其在大气中的长距离传输、化学演变以及最终的沉降过程——是现代地球系统科学面临的最紧迫的挑战之一。 本书《大气气溶胶的表征、化学、模型与气候》旨在提供一个全面而深入的综述，系统地梳理了气溶胶研究的四大支柱：精确的现场与遥感表征技术、驱动其复杂转化的化学机制、用于预测其时空分布的动力学模型，以及量化其对气候影响的辐射与气候效应评估。 本书面向大气科学、环境工程、化学物理以及气候变化研究领域的学者、研究生及高级技术人员，力求成为一本兼具理论深度与实验广度的参考著作。 第一部分：气溶胶的表征——从微米到纳米的观测艺术 气溶胶研究的基石在于准确获取其物理和化学特性。本部分详细探讨了当前用于颗粒物测量的先进技术。 1. 颗粒物谱系与物理特性测量： 我们深入剖析了气溶胶粒径分布测量的多种方法，包括基于扩散、惯性碰撞和光学原理的仪器。重点讨论了对亚微米颗粒（PM2.5及其以下）的精确测量技术，如凝结核计数器（CNC）、光度计（如SMPS/APEX系统）在解析气溶胶的动态变化中的应用。此外，对颗粒物形貌、密度和折射指数等光学特性的测量方法也进行了详尽阐述，这些参数是辐射传输计算的先决条件。 2. 化学成分的定性和定量分析： 书中详细介绍了用于识别气溶胶主要组分的先进分析技术。这包括对无机组分（硫酸盐、硝酸盐、铵盐）的离子色谱分析、有机气溶胶（OA）的复杂结构解析，例如使用高级氧化物质谱（AMS）和热解气相色谱-高分辨率质谱（GC-HRMS）来区分一次排放与二次生成的气溶胶。对于痕量金属和生物气溶胶的采样与分析方法，也提供了详尽的实验流程和数据解释指南。 3. 遥感观测与反演： 现代气溶胶研究离不开卫星遥感。本部分阐述了如何利用可见光、红外和紫外波段的辐射数据，结合辐射传输模型，反演地表附近的平均气溶胶光学厚度（AOD），并讨论了如何从AOD中分离出气溶胶的垂直分布信息，以及如何结合多角度传感器数据来获取更精细的颗粒物特性。 第二部分：驱动变化的核心——气溶胶的化学与过程 气溶胶的寿命和辐射效应取决于其在大气中的持续化学转化。本部分聚焦于驱动这些转化的关键反应路径。 1. 气-粒转化与二次有机气溶胶（SOA）的形成： 我们详细探讨了挥发性有机化合物（VOCs）如何通过光化学氧化生成低挥发性物质，并凝结形成SOA的复杂多相反应网络。特别关注了新一代的低氮氧化物（Low-$ ext{NO}_{ ext{x}}$）和高氮氧化物（High-$ ext{NO}_{ ext{x}}$）条件下有机物氧化机制的差异，以及半挥发性化合物的蒸发-凝结平衡对SOA质量浓度的调控作用。 2. 气溶胶表面的多相反应： 气溶胶颗粒表面是进行催化反应和吸收过程的活性界面。书中系统分析了吸收性气体的表面反应，如二氧化硫（$ ext{SO}_2$）被氧化成硫酸盐的过程，以及水相中的氧化还原反应，例如亚硝酸盐的氧化。对这些表面化学过程的反应动力学和传质限制的深入理解，是准确模拟气溶胶寿命的关键。 3. 气溶胶的去活化与移除： 颗粒物的最终命运主要通过干沉降和湿清除（洗涤作用）实现。本部分阐述了气溶胶的捕获效率如何受粒径、大气湍流和降水强度的影响。对于云中冰核（IN）的形成机制，也进行了详尽的讨论，解释了冰核活性所需的临界过冷水含量和成核路径。 第三部分：预测未来——气溶胶的动力学与气候模型 要评估气溶胶对气候的长期影响，必须将其纳入全球气候模型（GCMs）和区域化学传输模型（CTMs）中。 1. 化学传输模型的构建与应用： 本部分阐述了如何将气溶胶的源项（一次排放与化学生成）与大气输送（风场）、湍流混合和沉降过程耦合起来，形成三维动态模型。重点讨论了模型中对气溶胶多组分、多模态分布的处理方法，以及如何通过同化观测数据来优化模型参数，提高其对历史和实时气溶胶分布的模拟精度。 2. 辐射强迫的量化： 气溶胶对气候的直接效应（ADE）是通过散射和吸收太阳辐射来实现的。书中详细介绍了辐射传输计算的原理，特别是如何精确计算气溶胶的消光系数和单次散射反照率。讨论了不同类型气溶胶（如黑碳、硫酸盐、矿物粉尘）的辐射效率差异，并阐述了如何将这些参数代入GCMs中计算净辐射强迫（RF）。 3. 间接效应的复杂性： 气溶胶通过影响云的微物理过程来间接改变地球的辐射平衡。本书深入分析了气溶胶作为云凝结核（CCN）的角色，阐述了气溶胶浓度如何影响云滴谱的宽度、云的形成高度和寿命（云寿命效应）。对于冰核作用（INP）对高云的影响机制，也提供了最新的模型框架和不确定性分析。 结论与展望：不确定性与未来研究方向 本书最后总结了当前气溶胶研究领域的瓶颈所在，尤其是在有机气溶胶的复杂化学转化、对云间接效应的准确量化，以及如何将高分辨率的区域模型结果无缝集成到全球气候模拟中等方面。我们强调，未来研究必须依赖于更精密的同步观测系统和更具物理化学约束的高级模型，以期为减缓气候变化和改善区域空气质量提供坚实的科学依据。本书为读者提供了一个全面且深入的知识框架，以应对气溶胶科学领域持续演进的挑战。

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总的来说，我购入这本书的初衷是想全面系统地了解大气气溶胶这个复杂且重要的科学领域。从书名来看，它涵盖了气溶胶研究的各个关键环节，从最基础的物理化学性质到最前沿的气候效应模拟。我个人对大气科学以及环境科学有着浓厚的兴趣，而气溶胶的研究正是连接这两个领域的桥梁。 我特别期待这本书能为我提供一个清晰的知识框架，帮助我理解不同研究方法之间的联系，以及它们如何共同服务于解决大气污染和气候变化等重大挑战。例如，我希望书中能够清晰地解释，为什么精确的“表征”数据对于建立和改进“模型”至关重要，而这些模型又如何帮助我们量化气溶胶对“气候”的“影响”。这本书的价值在于其综合性，它能够让一个对气溶胶研究有所了解的读者，快速地把握全局，并深入到具体的科学问题中去。

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这本书的“化学”章节让我尤为兴奋。气溶胶并非仅仅是简单的尘埃颗粒，它们的表面会发生极其复杂的化学反应，与其他大气成分相互作用，产生新的物质，并改变自身的性质。我希望书中能深入探讨气溶胶的核化过程、凝结生长、以及在紫外线照射下的光化学反应。特别是，我对气溶胶作为云凝结核和冰核的形成机制非常好奇，因为这直接关系到云的形成和降水的发生。了解这些化学过程，不仅能帮助我理解空气污染的成因，还能让我更清晰地认识到气溶胶对区域乃至全球气候系统的反馈作用。 我尤其期待书中关于二次有机气溶胶（SOA）形成机理的论述。SOA是大气中重要的气溶胶组分之一，其来源和组成十分复杂，对空气质量和气候都有显著影响。我希望书中能提供最新的研究进展，阐述不同前体物如何转化为SOA，以及影响SOA形成和演化的关键因素。通过深入学习，我希望能掌握分析和理解SOA在大气中的行为模式，并将其与实际观测数据进行对比，从而更好地预测其对环境的影响。

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“模型”部分听起来就充满了挑战，但也令人着迷。我一直认为，要真正理解大气气溶胶，必须能够通过数学模型来模拟它们的行为。我相信书中会介绍不同尺度、不同复杂度的气溶胶模型，从简单的箱模型到复杂的全球化学-气候模型。我期待书中能够清晰地阐述这些模型的数学基础、参数化方案以及在模拟气溶胶浓度、分布和气候效应方面的应用。 我特别希望看到书中能提供一些关于模型验证和不确定性分析的讨论。毕竟，模型是对现实世界的简化，总会存在误差。了解模型是如何被验证的，以及模型中的不确定性是如何量化的，对于我评估模型结果的可靠性至关重要。如果书中能包含一些实际案例，展示如何利用模型来解决具体的环境问题，例如预测空气污染事件或者评估减排措施的气候效益，那就更好了。

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这本书我拿到手已经有一段时间了，虽然还没有深入研读，但仅仅是浏览目录和一些章节的开头，就足以让我对它充满了期待。我一直对大气中的悬浮颗粒物（气溶胶）抱有浓厚的兴趣，它们在我们生活的环境中扮演着至关重要的角色，从影响空气质量到气候变化，都离不开它们的身影。这本书的标题——“大气气溶胶：表征、化学、模型与气候”——精准地概括了这个领域的广度和深度。 我特别感兴趣的是“表征”这一部分。我相信书中会详细介绍各种探测气溶胶物理化学性质的技术和方法，比如光谱分析、质谱分析、散射测量等等。想象一下，能够精确地知道气溶胶的尺寸分布、形貌、光学特性以及其表面的化学成分，这对于理解气溶胶的形成、转化和在大气中的传输过程至关重要。我期待书中能够有清晰的图表和实例，帮助我理解这些复杂的技术原理，并且能够让我联想到日常生活中遇到的雾霾、沙尘暴等现象，从而对其产生更深刻的认识。

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“气候”章节无疑是这本书的核心和落脚点，它将前面章节的所有内容串联起来，指向了气溶胶对地球气候的宏观影响。我期待书中能够详细分析气溶胶是如何通过直接辐射效应（吸收和散射太阳辐射）和间接辐射效应（影响云的形成和性质）来改变地球的能量平衡的。这部分内容对于理解全球变暖以及如何应对气候变化至关重要。 我对书中关于气溶胶气候效应量化和不确定性的讨论非常感兴趣。目前，气溶胶对气候的总体影响仍是气候模型中最大的不确定性之一。我希望书中能够清晰地介绍当前科学界对气溶胶辐射强迫的主流认识，并深入探讨导致不确定性的主要原因，例如气溶胶光学性质的多样性、与云相互作用的复杂性等。如果书中能提供一些未来研究方向的展望，以及如何通过改进观测和模型来缩小不确定性，我将受益匪浅。

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