内容简介
       《气候动力学引论(第2版)》增加的内容包括第1章中增加了有关国际气候变化及可预报性研究计划(CLIVAR)的内容;第4章增加了蒸发。风反馈以及基本气流影响大气季节内振荡的动力学分析;第5章增加了包络Rossby波孤立子理论;第7章增加了对ENSO的大气环流合成分析、冬季风异常激发:ENSO的海气耦合模式(CGCM)的模拟结果、暖池次表层海温异常对激发产生:ENSO的重要作用,以及大气季节内振荡激发ENSO的动力学;特别是在第二版新增加了第11章“十年及年代际气候变化”;并将原版的第11章和第12章分别改成新版的第12章和第13章。     
内页插图
          目录
   前言
图表索引
1 绪论
1.1 气候变化
1.1.1 气候变化及其时间尺度
1.1.2 气候变化的阶段性
1.1.3 气候突变特征
1.2 古气候及其变化
1.2.1 古气候的重建(现)
1.2.2 古气候变化的原因
1.3 气候与人类社会
1.3.1 粮食生产与气候
1.3.2 水资源与气候
1.3.3 能源与气候
1.4 当代气候研究
1.4.1 当代气候学研究的基本特点
1.4.2 三个时间尺度的气候变化问题
1.4.3 气候变化及可预报性研究(CLIVAR)
1.4.4 观测要求
参考文献
2 气候系统
2.1 大气
2.1.1 大气环流
2.1.2 大气成分
2.1.3 大气与外界的相互作用
2.2 大气运动基本方程组
2.2.1 基本方程组及其滤波
2.2.2 角动量和能量平衡方程
2.2.3 时间平均和纬向平均的气候方程
2.2.4 全球平均气候方程
2.3 海洋
2.3.1 海洋的基本特性及影响
2.3.2 海气耦合相互作用
2.3.3 “海洋气候”
2.4 陆地和冰雪圈
2.4.1 冰雪的作用
2.4.2 植被的作用
2.5 水分及其循环
2.5.1 蒸发
2.5.2 径流
2.5.3 人类活动对水循环的影响
2.6 太阳活动
2.7 火山爆发
2.8 生态系统
参考文献
3 大气辐射过程
3.1 太阳短波辐射
3.1.1 太阳常数
3.1.2 太阳短波辐射的变化
3.2 大气对太阳短波辐射的吸收
3.2.1 大气的吸收和发射概念
3.2.2 臭氧的吸收
3.2.3 水汽的吸收
3.2.4 太阳短波辐射加热率
3.3 地表辐射特性
3.3.1 地表反照率
3.3.2 云的反照率
3.3.3 地表的比辐射率和净辐射量
3.4 晴空大气红外辐射传输
3.4.1 大气红外辐射特性
3.4.2 谱带吸收模式
3.4.3 辐射传输方程
3.4.4 红外辐射冷却率
3.5 辐射气候
3.5.1 地气系统的反照率
3.5.2 地气系统的射出长波辐射(0LR)
3.5.3 地气系统的辐射收支
3.6 云辐射相互作用
3.6.1 观测分析
3.6.2 理论研究结果
参考文献
4 大气季节内振荡的动力学
4.1 大气中的30~60d低频振荡
4.1.1 热带大气的30~60d振荡
4.1.2 中高纬度大气的30~60d振荡
4.1.3 30~60d大气振荡的全球特征
4.2 热带大气低频(30~60d)振荡动力学
4.2.1 南亚季风槽脊30~60d振荡的动力学
4.2.2 CISK-Kelvin波理论
4.2.3 CISK-Rossby波理论
4.2.4 蒸发一风反馈机制
4.3 大气基本态的不稳定激发
4.3.1 三维基本气流的不稳定
4.3.2 地形强迫Rossby波的不稳定
4.3.3 基本气候态的影响
4.4 大气的低频响应
4.5 大气非线性过程
参考文献
5 大气环流持续异常(一)——阻塞形势的动力学机理
5.1 多平衡态理论
5.2 共振理论
5.2.1 外源强迫下的线性共振
5.2.2 非线性共振
5.3 孤立波理论
5.4 天气尺度涡旋的激发
5.5 偶极子理论
5.6 包络Rossby孤立子理论
参考文献
6 大气环流持续异常(二)——遥相关的动力学机理
6.1 大气环流的遥相关
6.1.1 地面气压场的遥相关
6.1.2 对流层大气环流的遥相关
6.1.3 遥相关指数
6.1.4 夏半年大气环流的遥相关
6.1.5 南半球大气环流的遥相关
6.2 大气对外源强迫的遥响应
6.2.1 ENSO与PNA型遥相关
6.2.2 地形和定常热源的强迫响应
6.2.3 气候基本态的重要性
6.3 能量频散和大圆理论
6.3.1 长波能量频散概念
6.3.2 大圆理论
6.4 时间平均基本气流的不稳定
6.5 行星波的能量通量——EP通量
6.5.1 正压大气情况
6.5.2 斜压大气情况
6.5.3 三维球面大气情况
参考文献
7 海气相互作用
7.1 大尺度海气相互作用的基本特征
7.1.1 海洋对大气的热力作用
7.1.2 风应力强迫
7.1.3 海洋混合层
7.2 ENSO
7.2.1 厄尔尼诺
7.2.2 南方涛动
7.2.3 ENSO循环的动力学机制
7.3 ENSO对大气环流和气候的影响
7.3.1 ENSO与大气环流异常
7.3.2 ENSO与全球大范围气候异常
7.3.3 ENSO对中国夏季气候异常的影响
7.4 东亚冬季风异常与ENSO
7.4.1 ENSO对东亚冬季风的影响
7.4.2 东亚冬季风异常与E1Ninc的发生
7.4.3 东亚大槽的能量频散
7.4.4 E1Nino(LaNina)的合成分析
7.4.5 强异常东亚冬季风激发ElNino的CGCM模拟
7.5 ENSO的发生与赤道西太平洋暖池次表层海温异常
7.5.1 1997~1998年ENSO
7.5.2 历次ENSO的分析
7.5.3 海气耦合模式的模拟结果
7.5.4 赤道西风异常与暖池次表层海温距平的东传
7.6 E1 Nino与热带大气季节内振荡
7.6.1 E1 Nino对热带大气季节内振荡的影响
7.6.2 热带大气季节内振荡异常对E1 Nino,事件的可能激发
7.6.3 热带大气季节内振荡激发El Nino,的机制
7.7 海气耦合波动力学
7.7.1 耦合Kelvin波
7.7.2 耦合Rosslby波
7.7.3 平流波和涌升波
参考文献
8 陆气相互作用
8.1 生物一地球物理反馈
8.2 土壤温度和湿度的反馈
8.2.1 土壤温度的影响
8.2.2 土壤湿度的影响
8.3 植被
8.3.1 植被反照率
8.3.2 植被蒸腾
……
9 气候数值模拟(一)——大气环流模式(GCM)
10 气候数值模拟(二)——简化模式
11 十年及年代际气候变化
12 气候的可预报性问题
13 人类活动与气候变化      
精彩书摘
       2.3.1海洋的基本特性及影响从大气运动及其变化的角度而论,海洋具有以下三个重要特性:
    (1)地球表面约71%为海洋所覆盖,全球海洋吸收的太阳辐射量约占进入地球大气顶的总太阳辐射量的70%左右。因此,海洋,尤其是热带海洋,是大气运动的重要能源。
    (2)海洋有着极大的热容量,相对于大气运动而言,海洋运动比较稳定,运动和变化比较缓慢。
    (3)海洋是地球大气系统中CO2的最大的汇。
    有关海洋对大气运动和气候变化的影响的研究已经相当多,归纳起来主要有这样四方面的影响或作用:
    (1)对地球大气系统热力平衡的影响。海洋吸收的约70%的太阳入射辐射,绝大部分(85%左右)被贮存在海洋表层(混合层)中。这些被贮存的能量将以潜热、长波辐射和感热交换的形式输送给大气,驱动大气的运动。因此,海洋热状况的变化以及海面蒸发的强度如何都将对大气运动的能量发生重要影响,从而引起气候的变化。
    海洋并非静止的水体,它也有各种尺度的运动,海洋环流在地球大气系统的能量输送和平衡中也有重要作用。因为地球大气系统中低纬地区获得的净辐射能多于高纬地区,因此,要保持能量平衡,必须有能量从低纬地区向高纬地区输送。卫星资料的分析研究表明,全球平均有近70%的经向能量输送是由大气完成的,还有30%多的经向能量输送要由海洋来承担。而且在不同的纬度带,大气和海洋各自输送能量的相对值还有些不同。在0°~30°N的低纬度区域,海洋输送的能量要超过大气的输送,最大值在20°N附近,海洋的输送在那里达到了74%;但在30°N以外的区域,大气输送的能量超过海洋的输送,在50°N附近有最强的大气输送。这样,对地球大气系统的热量平衡来讲,在中低纬度将主要由海洋环流把低纬度的多余热量向较高纬度输送,在中纬度的50°N附近(那里有最强的西部边界流),通过海气间的强烈热交换,海洋把相当多的热量输送给大气,再由大气环流的特定形势和活动将能量向更高纬度输送。因此,海洋对热量的经向输送的强度及位置变化无疑将对全球气候的变化有重要影响。
    (2)对水汽循环的影响。大气中的水汽含量及其变化既是气候变化的表征之一,又会对气候产生重要影响。而大气中水汽量的绝大部分(86%)由海洋供给,海洋,尤其是低纬度海洋,是大气中水汽的主要源地。因此,不同的海洋状况通过蒸发和凝结过程将会对气候及其变化产生影响。      
前言/序言
     《气候动力学引论》的出版受到国内外读者的欢迎,不少大学和研究所还把这本书作为博士生教材,对此作者深表感谢。因种种原因无法像一些海外华人学者所建议的那样将《气候动力学引论》译成英文,但进一步完善原书则是作者的心愿;而且最近几年气候动力学研究又有一些新的进展,包括作者和他的学生们已取得的成果,需要介绍给读者并充实原书。因此,借再版之机,在保留原版主要结构的基础上,除修改了原书中个别印刷错误之外,更增加了一些新的内容。
  本书第二版增加的内容包括:第1章中增加了有关国际气候变化及可预报性研究计划(CLIVAR)的内容;第4章增加了蒸发。风反馈以及基本气流影响大气季节内振荡的动力学分析;第5章增加了包络Rossby波孤立子理论;第7章增加了对ENSO的大气环流合成分析、冬季风异常激发:ENSO的海气耦合模式(CGCM)的模拟结果、暖池次表层海温异常对激发产生:ENSO的重要作用,以及大气季节内振荡激发ENSO的动力学;特别是在第二版新增加了第11章“十年及年代际气候变化”;并将原版的第11章和第12章分别改成新版的第12章和第13章。
  虽经多次校改,难免还会有错误之处,敬请指正。    
				
 
				
				
					好的,这是一本名为《热力学基础与应用》的图书简介,内容详尽,旨在为读者提供扎实的物理基础和广泛的实际应用视野,与您提到的《气候动力学引论(第2版)》内容完全无关:  ---   热力学基础与应用   内容简介  《热力学基础与应用》是一部旨在为物理、化学、工程技术及材料科学等领域的学生和研究人员提供全面而深入的热力学理论框架和实用技术指南的教材。本书严格遵循科学的逻辑体系,从微观的统计力学视角切入,逐步构建宏观的热力学基本定律和方程,并聚焦于这些原理在现代工程实践中的具体应用。全书结构严谨,内容覆盖经典热力学核心概念、统计力学基础、相平衡理论以及现代热力学在能源、环境和材料科学中的前沿应用。   第一部分:热力学的基石——从微观到宏观的过渡  本书的开篇部分致力于建立读者对热力学基本概念的直观理解,并为后续的复杂理论打下坚实的数学和物理基础。   第1章 绪论:热力学的视野与工具  本章首先界定热力学的研究范畴——宏观系统的能量、熵、平衡与不可逆性。我们引入了系统的基本概念(开系、闭系、孤系),以及热力学过程中需要关注的宏观状态变量(如温度、压力、体积)。重点阐述了热力学研究的特点:即如何通过可测量的宏观量来描述和预测系统的行为,而不必深入探究其内部的微观动力学细节。本章同时详细介绍了适用于热力学分析的数学工具,包括偏微分方程的初步应用和矢量分析在流体静力学中的基础定位。   第2章 热力学第一定律:能量守恒的普适性  本章深入探讨热力学最核心的量纲——能量。我们详细分析了功(包括体积功、表面功和非平衡功)和热量的概念,强调了内能是状态函数,而功和热是过程量。通过对功的精确数学表达(如可逆功的积分形式),推导出热力学第一定律的微分形式。本章大量使用实例,如理想气体的等温、等压、等容和绝热过程,帮助读者掌握如何利用第一定律进行能量平衡计算。此外,还引入了焓的概念及其在恒压过程中的重要性。   第3章 过程与循环:工程热力学的核心模型  本章聚焦于热力学过程的分类和分析,特别是循环过程。我们详细分析了卡诺循环、朗肯循环、布雷顿循环等经典工程循环的理想化模型,并计算其热效率。重点讨论了热机、制冷机和热泵的工作原理,引入了性能系数(COP)的概念。对不可逆过程的初步讨论,为引入第二定律做了铺垫,强调了实际工程中能量的“品质”概念。   第二部分:熵、平衡与第二定律的深入探索  第二部分是理解热力学深层原理的关键,专注于不可逆性、熵的引入及其对所有自然过程的约束。   第4章 热力学第二定律与熵  本章以克劳修斯和开尔文表述为起点,系统阐述热力学第二定律的物理意义——熵(Entropy)的定义与性质。我们详细推导了克劳修斯不等式,并确立了熵作为状态函数的地位。通过对微观状态数的玻尔兹曼关系($S=kln W$)的介绍,初步连接了宏观热力学与微观统计物理。本章着重分析了不可逆过程如何导致总熵的增加,这是区分自然过程方向性的决定性因素。   第5章 过程的自发性与热力学势  在第二定律的基础上,本章引入了判断过程自发性的判据:亥姆霍兹自由能($A$)和吉布斯自由能($G$)。详细阐述了在等温等容和等温等压条件下,系统自由能的变化如何决定平衡和自发方向。  本章的另一核心是麦克斯韦关系式的推导。通过对热力学基本方程(如$dU=TdS-PdV$)的偏微分,推导出四个关键的麦克斯韦关系式,这些关系式是解决没有直接涉及熵的宏观系统问题的桥梁。我们还讨论了化学势的概念及其在多组分系统中的意义。   第6章 相律与相平衡  本章将热力学原理应用于物质的相态分析。详细阐述了吉布斯相律($F=C-P+2$)的推导和应用,解释了其在理解纯物质(如水的三相点)和多组分系统相图中的核心作用。重点分析了气-液、固-液平衡的克拉珀龙方程和克劳修斯-克拉珀龙方程,并讨论了范特霍夫方程在溶液稀释平衡中的应用。   第三部分:统计力学对宏观现象的微观诠释  统计力学部分并非简单地重复宏观理论,而是从微观粒子的行为出发,解释宏观热力学量的起源和性质。   第7章 统计力学的基本假设与分布函数  本章导引入了统计力学的基本概念,如微观状态、宏观状态、系综理论(正则系综、微正则系综)。重点解释了玻尔兹曼分布在描述宏观温度下粒子的能量分布中的核心作用。通过概率论的工具,建立了宏观物理量(如内能、熵)与微观配分函数之间的定量关系。   第8章 经典统计力学与量子统计的交汇  本章继续深入,对比分析了经典(麦克斯韦-玻尔兹曼)统计与量子统计(费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦分布)。重点分析了理想气体的热力学性质(比热、化学势)是如何通过配分函数精确计算得出的。对低密度极限下量子统计如何退化为经典统计进行了严格的证明。   第四部分:热力学在现代工程与材料科学中的应用  本书的最后部分将理论知识转化为解决实际问题的能力,涵盖了现代工程和材料科学中最受关注的领域。   第9章 气体动力学理论与输运现象  本章将热力学与分子运动论相结合。推导了分子平均速率的分布函数,并基于此计算了气体扩散、热传导和粘性的微观机制。深入讨论了输运系数(扩散系数、热导率、粘度)与温度、压力的关系,并引入了非平衡态的线性响应理论基础。   第10章 化学热力学与反应平衡  本章专注于化学反应系统的热力学分析。定义了反应热、标准生成焓和标准生成吉布斯自由能。详细讨论了温度对化学平衡常数($K_p$和$K_c$)的影响(范特霍夫方程的化学应用)。引入了电化学电池的热力学基础,如能斯特方程的推导。   第11章 凝聚态热力学与材料性能  本章探讨热力学在固体和液体系统中的特殊应用。内容包括晶格振动的爱因斯坦模型和德拜模型对固体比热的解释;晶体缺陷的热力学形成能;以及溶液的热力学性质,特别是活度和离子强度的概念。特别强调了热膨胀、弹性形变功与材料应力-应变关系中的热力学处理方法。   第12章 能源转换系统的热力学优化  本章面向现代能源技术,将前述所有理论应用于先进的能量转换系统。讨论了燃料电池的热力学极限效率,比较了不同形式的能量转换(如热电、光热)的第二定律效率。对昂贵的“有效能”(Exergy)概念进行了详尽的阐述,用以评估实际工程系统的不可逆损失,为系统优化提供了精确的量化标准。  ---  本书特点:  1.  理论的深度与广度兼顾: 成功衔接了经典热力学(宏观描述)与统计力学(微观解释)。 2.  工程导向: 包含大量贴近实际工程问题的计算案例和习题,涵盖循环效率、相平衡预测和化学反应方向判断。 3.  严谨的数学推导: 所有关键公式均提供了清晰的逻辑链条和严格的数学推导过程,确保读者不仅“知道”结果,更能“理解”来源。 4.  前沿视角: 引入了有效能分析和非平衡态输运等现代热力学前沿主题。  《热力学基础与应用》是致力于深入理解物质和能量转换规律的读者不可或缺的专业参考书。