大氣物理

前言

早在二十多年前，作為學(xué)生，作者就在北京大學(xué)學(xué)習(xí)了大氣物理學(xué)課程，使用的教材是北京大學(xué)大氣物理教研室王永生等編著的《大氣物理學(xué)》。多年以后，作為教師，作者在北京大學(xué)物理學(xué)院大氣科學(xué)系講授“大氣物理學(xué)基礎(chǔ)”課程，先后使用過的有這一本以及盛裴軒等編著的同名教材。如今，《大氣物理——熱力學(xué)與輻射基礎(chǔ)》在作者講授“大氣物理學(xué)基礎(chǔ)”課程多次后，決定編寫出版了。新教材以一學(xué)期教學(xué)內(nèi)容為主，主要講授大氣靜力學(xué)、大氣熱力學(xué)和大氣輻射三部分內(nèi)容。對于每一部分，編寫內(nèi)容盡量翔實，理論推導(dǎo)力求精確，課后習(xí)題不僅包括基礎(chǔ)性的習(xí)題，也包括一些研究性質(zhì)的習(xí)題。讀者可以看到，新教材的章節(jié)分得更細(xì)，每章重點突出一個主題。本書共分十七章。前兩章是大氣靜力學(xué)部分，第三至十章是大氣熱力學(xué)部分，第十一至十七章是大氣輻射部分。新教材的重點是大氣熱力學(xué)和大氣輻射兩部分，在開始講授這兩部分前，都首先對基礎(chǔ)概念和理論進行介紹。大氣熱力學(xué)詳細(xì)討論了大氣中水的相變、等壓過程、干絕熱過程、濕絕熱過程、混合過程、熱力圖及其應(yīng)用和靜力穩(wěn)定度等。大氣輻射討論了輻射與物質(zhì)的相互作用、太陽輻射、長波輻射和包括散射時的輻射傳輸，最后是輻射平衡的討論和觀測結(jié)果。大氣物理學(xué)課程和教材傳承了幾代人不懈的努力探索和長期的積累，因此作者編寫的這本書，實際上包含了前人的大量心血和勞動結(jié)晶。感謝第一本《大氣物理學(xué)》教材編寫組的王永生、秦瑜、劉式達(dá)、殷宗昭等教授，他們辛勤勞動編寫的教材引導(dǎo)作者首次步人大氣物理的殿堂。感謝第二本《大氣物理學(xué)》教材編寫組的盛裴軒、毛節(jié)泰、李建國、張靄琛、桑建國和潘乃先等教授，他們辛勤勞動編寫的教材是作者任教以來傳授學(xué)生知識的基石。新教材主要是以北京大學(xué)的這兩本教材為參考書進行編寫的。

內(nèi)容概要

　　本書是作為大氣物理學(xué)的基礎(chǔ)教材編寫的，是以后學(xué)習(xí)云物理學(xué)、衛(wèi)星氣象和遙感等課程的基礎(chǔ)。　　在介紹大氣靜力學(xué)的基礎(chǔ)上，教材對大氣熱力學(xué)和大氣輻射進行了較為詳細(xì)的介紹和討論。大氣熱力學(xué)詳細(xì)討論了大氣中水的相變、等壓過程、干絕熱過程、濕絕熱過程、混合過程、熱力圖及其應(yīng)用和靜力穩(wěn)定度等。大氣輻射討論了輻射與物質(zhì)的相互作用、太陽輻射、長波輻射和包括散射時的輻射傳輸，最后是輻射平衡的討論和觀測結(jié)果?！　”緯勺鳛楦叩仍盒４髿饪茖W(xué)學(xué)科本科生的專業(yè)課教材，也可供相關(guān)專業(yè)的本科生或研究生以及從事大氣科學(xué)和大氣環(huán)境工作的人員學(xué)習(xí)和參考。

書籍目錄

第一章　大氣概況  1.1　行星大氣和地球大氣的演化    1.1.1　行星大氣    1.1.2　地球大氣演化過程    1.1.3　蓋婭假說與大氣演化  1.2　現(xiàn)代大氣的組成和表示方法    1.2.1　現(xiàn)代大氣組成    1.2.2　大氣成分的度量      1.2.3　水汽量  1.3　狀態(tài)方程    1.3.1　干空氣的狀態(tài)方程    1.3.2　濕空氣的狀態(tài)方程  1.4　大氣與理想氣體的差異  習(xí)題第二章　大氣靜力平衡  2.1　流體靜力學(xué)方程    2.1.1　重力位勢和位勢高度    2.1.2　流體靜力平衡    2.1.3　測高方程  2.2　等垂直減溫率大氣    2.2.1　一般模式：多元大氣      2.2.2　均質(zhì)大氣    2.2.3　干絕熱大氣    2.2.4　等溫大氣和大氣標(biāo)高    2.2.5　逆溫層  2.3　標(biāo)準(zhǔn)大氣  2.4　大氣分層    2.4.1　按熱力結(jié)構(gòu)分層    2.4.2　逸散層      2.4.3　按大氣成分特性分層  習(xí)題第三章　熱力學(xué)基礎(chǔ)  3.1大　氣系統(tǒng)    3.1.1　系統(tǒng)    3.1.2　氣塊假設(shè)  3.2　態(tài)函數(shù)    3.2.1　內(nèi)能與熱力學(xué)第一定律      3.2.2　焓與相變潛熱    3.2.3　熵與熱力學(xué)第二定律  3.3　理想氣體的絕熱過程    3.3.1　位溫    3.3.2　干絕熱減溫率    3.3.3　大氣熵最大時的溫度分布  3.4　濕空氣能量    3.4.1　濕空氣熱容量    3.4.2　大氣能量    習(xí)題第四章　相態(tài)平衡  4.1　飽和水汽壓    4.1.1  自由能與克勞修斯一克拉貝龍方程    4.1.2　飽和水汽壓的理論表達(dá)式    4.1.3　相態(tài)平衡曲線  4.2　干空氣對飽和水汽的影響    4.2.1　大氣壓對飽和水汽壓的影響    4.2.2　干空氣溶入水對飽和水汽壓的影響    4.2.3　總體效應(yīng)  4.3　球形液面的飽和水汽壓    4.3.1　球形純液滴的飽和水汽壓    4.3.2　溶液滴的平衡水汽壓    4.3.3　寇拉曲線  4.4　飽和狀態(tài)變化和人體舒適度    4.4.1　沸點與氣壓的關(guān)系    4.4.2　熔點與氣壓的關(guān)系    4.4.3　接近飽和時人體舒適度  習(xí)題第五章　等壓過程  5.1　等壓冷卻——露點和霜點    5.1.1　露和霜的形成過程    5.1.2　溫度露點(霜點)差與相對濕度的關(guān)系    5.1.3　露點和霜點的關(guān)系  5.2　等壓冷卻凝結(jié)　……第六章　干絕熱過程第七章　溫絕熱過程第八章　混合過程第九章　大氣熱力圖第十章　靜力穩(wěn)定度第十一章　輻射基本知識第十二章　發(fā)射和吸收第十三章　大氣散射第十四章　太陽輻射第十五章　地氣系統(tǒng)長波輻射第十六章　散射輻射傳輸?shù)谑哒隆≥椛淦胶飧戒洝∥锢沓?shù)主要參考書和文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1 行星大氣地球形成于距今約45億年前，是太陽系形成后環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)的天體不斷捕獲其他天體并增生形成的。地球表面最初也許具有與太陽組成一樣的原始大氣，即主要是以氫和氦為主的揮發(fā)性氣體成分。在早期地球增生過程中，熔融狀態(tài)的含鐵物質(zhì)等因比重較大而不斷向地心沉積，導(dǎo)致地球物質(zhì)分布發(fā)生變化。地心處形成富含鐵的地核，上部較輕的物質(zhì)形成地幔，地幔表層冷卻形成原始的地殼。同時，地表的揮發(fā)性氣體逃逸散失到空間，取而代之的是地球內(nèi)部放出的氣態(tài)物質(zhì)。至少在40億年前，地球大氣圈已是富含水汽、二氧化碳、氮氣以及少量其他氣體組成的第二代大氣（或次生大氣），會產(chǎn)生降水、溫室現(xiàn)象。雖然類地行星（或帶內(nèi)行星）在形成和增生過程中，其大氣經(jīng)歷相似的演化過程，但隨著這些行星的演化，它們卻擁有非常不同的現(xiàn)代大氣（見表1.1）。這種現(xiàn)代大氣組成的差異，反映了原始大氣中氣體含量的差異，但主要歸因于太陽系中不同行星大氣的演化方式。當(dāng)其他行星的大氣經(jīng)歷異常突變的演化時，地球大氣的演化卻相對緩慢。水星大氣完全散失，金星大氣發(fā)展成失控的溫室使得金星表面巖石被液化，火星大部分的氣體散失到空間，地球則在約20億年前，隨著大氣氧含量的增加，出現(xiàn)了具有氧化性質(zhì)的第三代大氣。

編輯推薦

《大氣物理:熱力學(xué)與輻射基礎(chǔ)》由北京大學(xué)出版社出版。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    大氣物理 PDF格式下載

---