全球物理气候学

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上海浦东

作者(美)Dennis L. Hartmann(丹尼斯?L.哈特曼)

出版社电子工业出版社

ISBN9787121536724

出版时间2022-12

装帧其他

定价129元

货号5091971

上书时间2026-11-10

商品详情

品相描述：全新

商品描述: 【书    名】全球物理气候学
【书    号】 9787121536724
【出版社】电子工业出版社
【作    者】 (美)Dennis L. Hartmann(丹尼斯?L.哈特曼)
【出版日期】 2025-12-01
【定    价】 129.00元

【内容简介】
现代地球气候系统研究已经发展为一门交叉学科，覆盖大气、海洋、陆地表层三大圈层，三者通过物理、化学、生物过程实现相互作用。本教材从全球视角出发，对气候系统中的各类物理相互作用展开入门级介绍。本书以全球能量平衡为主线，系统贯穿辐射传输、环流、水文与反馈等核心过程；从物理学基本定律出发，为气候现象构建坚实的动力学解释；融合理论推导、观测实证与模式模拟，体现从机理认知到气候预测的完整逻辑链条。本教材的出版，将带领读者从多圈层耦合和系统平衡协调的宏观视角审视地球气候系统，深入理解自然变率与人类活动影响下的气候变化。

【目录】
第1章  气候系统简介1

1.1  大气、海洋和陆面1

1.2  大气温度3

1.3  大气成分6

1.4  静力平衡7

1.5  大气湿度9

1.6  大气热力学、垂直稳定性和温度递减率10

1.6.1  热力学第*定律10

1.6.2  位温11

1.6.3  静力稳定度和绝热递减率11

1.6.4  湿过程和假相当势温12

1.7  世界海洋13

1.8  冰冻圈15

1.9  陆地表面16

习题17

第2章  全球能量平衡19

2.1  温度与能量19

2.2  太阳系20

2.3  地球的能量平衡21

2.3.1  热力学第*定律21

2.3.2  能量通量、辐照度和太阳常数22

2.3.3  空腔辐射23

2.3.4  示例：太阳的发射温度23

2.3.5  辐射率23

2.4  行星的发射温度23

2.5  温室效应25

2.6  全球辐射通量能量平衡26

2.7  入射太阳辐射的分布27

2.8  大气层顶部的能量平衡31

2.9  向极的能量通量34

习题36

第3章  大气辐射传输与气候38

3.1  光子和微量成分38

3.2  电磁辐射的性质39

3.3  描述辐射能的物理量40

3.4  普朗克黑体辐射定律41

3.5  大气气体的选择性吸收和发射42

3.5.1  平移能量或动能（温度）43

3.5.2  转动能量43

3.5.3  振动能量43

3.5.4  光解离45

3.5.5  电子激发46

3.5.6  光电离46

3.5.7  吸收谱线和谱线增宽46

3.6  朗伯?布格?比尔定律：通量吸收公式48

3.7  红外辐射传输方程：吸收和发射51

3.7.1  施瓦茨恰尔德方程51

3.7.2  辐射传输方程解的简单通量形式52

3.8  简单的辐射平衡模型54

3.9  云和辐射56

3.10  辐射对流平衡温度廓线59

3.11  云在地球能量平衡中的作用63

3.12  云层净辐射效应的简单模型65

3.13  云的实际观测结果67

习题70

第4章  地表能量平衡71

4.1  接触点71

4.2  地表能量收支72

4.3  地表能量存储73

4.4  地表辐射加热75

4.4.1  地表对太阳辐射的吸收76

4.4.2  地表净长波加热79

4.5  大气边界层80

4.5.1  中性边界层83

4.5.2  层结边界层84

4.6  边界层中的感热通量和潜热通量85

4.7  地表能量平衡的日变化88

4.8  地表能量平衡的季节变化91

4.9  地表能量平衡的地理变化93

习题96

第5章  水文循环98

5.1  水对气候和生命至关重要98

5.2  水平衡100

5.3  地表储水和径流102

5.4  降水和凝露103

5.5  蒸发和蒸腾105

5.5.1  蒸散发的测量106

5.5.2  潮湿表面的蒸发106

5.5.3  潜在蒸发108

5.6  陆地水平衡的年变化109

5.7  地表水平衡的建模113

5.7.1  陆地水文的水桶模式113

5.7.2  更精细的陆面过程模式114

习题117

第6章  大气环流与气候118

6.1  大气环流概述118

6.2  大气能量平衡119

6.3  大气运动和经向能量输送120

6.3.1  地球球面上的风分量121

6.3.2  纬向平均环流121

6.3.3  涡旋环流和经向输送125

6.3.4  大气中的经向水汽通量127

6.3.5  垂直平均经向能量通量128

6.4  角动量平衡131

6.5  大尺度环流模型与气候134

6.5.1  季风气候136

6.5.2  沙漠气候137

6.5.3  湿润气候138

6.5.4  热带干、湿气候140

习题142

第7章  海洋环流和气候144

7.1  气候大熔炉144

7.2  海水的特性145

7.3  混合层148

7.4  风生环流151

7.4.1  西边界流153

7.4.2  东边界流157

7.5  风生环流理论158

7.5.1  埃克曼层、风驱动传输和上升流158

7.5.2  斯维尔德鲁普流和西边界流160

7.6  深层热盐环流161

7.7  海洋中的能量传输165

7.8  海洋中的传输机制166

7.8.1  风生环流166

7.8.2  深层热盐环流167

7.8.3  海洋中尺度涡167

习题168

第8章  季节内和年际自然气候变率169

8.1  概述169

8.2  大气内部变率171

8.2.1  热带外：PNA、NAO和SAM171

8.2.2  热带：马登―朱利安涛动176

8.3  厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动179

8.4  天气和气候的年代际变化185

习题188

第9章  地球气候的历史和演变190

9.1  引言190

9.2  仪器记录191

9.3  历史记录194

9.4  自然记录系统：古气候记录194

9.5  地球气候史简介197

9.5.1  早期地球197

9.5.2  过去的十亿年199

9.5.3  *近的5000万年202

9.5.4  *近的200万年202

9.5.5  *近的15万年202

9.5.6  *近的1万年208

9.6  古气候数据的用途209

习题209

第10章  气候敏感性和反馈机制211

10.1  愚者实验211

10.2  气候敏感性和反馈的客观测量212

10.3  基本辐射反馈过程213

10.3.1  普朗克反馈213

10.3.2  水汽反馈214

10.3.3  温度直减率反馈218

10.4  冰―反照率反馈219

10.5  动力反馈和经向能量输送224

10.6  地表能量平衡中的长波和蒸发反馈225

10.7  云反馈228

10.8  生物地球化学反馈229

习题232

第11章  全球气候模式234

11.1  数值模式234

11.2  气候模式的历史发展235

11.3  大气模式237

11.3.1  守恒方程238

11.3.2  辐射参数化238

11.3.3  对流和云参数化239

11.3.4  行星边界层参数化240

11.4  陆面模式240

11.5  海洋模式241

11.6  海冰模式242

11.7  气候模式模拟的验证245

11.8  气候模式的反馈强度和敏感性估计246

11.8.1  水汽反馈246

11.8.2  GCMs中的普朗克反馈和水汽反馈247

11.8.3  云反馈和强迫调整249

11.8.4  冰―反照率反馈252

11.8.5  模式能量反馈253

11.8.6  水文循环反馈254

11.9  大气―海洋耦合过程和温盐环流257

习题259

第12章  自然气候变化260

12.1  气候变化的自然强迫260

12.2  太阳光度变化261

12.3  自然气溶胶与气候264

12.4  火山爆发与平流层气溶胶268

12.5  冰期轨道参数理论271

12.5.1  历史溯源271

12.5.2  轨道参数及其影响273

12.5.3  检验米兰科维奇理论279

12.6  冰期气候的模拟281

12.6.1  模拟末次冰盛期281

12.6.2  模拟中全新世282

习题283

第13章  人为气候变化285

13.1  代达罗斯之翼285

13.2  人类与温室效应286

13.3  二氧化碳287

13.4  甲烷289

13.5  卤化碳289

13.6  氧化亚氮289

13.7  臭氧290

13.8  人为气溶胶与气候290

13.9  地表条件的变化290

13.10  人类活动引起的气候强迫291

13.11  全球变暖潜势292

13.12  平衡气候变化293

13.13  检测与归因295

13.14  随时间变化的气候变化296

13.15  未来气候预估299

13.16  未来展望303

13.17  气候干预：地球气候的地球工程304

习题305

附录A  当前条件下计算太阳辐射的方法307

A.1  太阳天顶角307

A.2  太阳赤纬角308

附录B  符号定义310

附录C  国际单位制（SI单位）321

附录D  常用数值324

附录E  习题精选答案325

附录F  术语表329

原著参考文献337