日地环境指南 [HandBook of The Solar-Terrestrial Environment] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 上出洋介，[巴西] 简进隆 著，徐文耀 等 译

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• 太阳-地球物理学
• 空间天气
• 地球物理学
• 太阳物理学
• 磁层
• 电离层
• 大气科学
• 行星科学
• 环境物理学
• 宇宙物理学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030283597

版次：1

商品编码：10320915

包装：精装

外文名称：HandBook of The Solar-Terrestrial Environment

开本：16开

出版时间：2010-07-01

用纸：铜版纸

页数：580

正文语种：中文

内容简介

《日地环境指南》以简明扼要的形式分章讲述了与日地空间环境有关的太阳物理、空间等离子体物理以及地球磁层中的基本理论问题，讨论了极光、磁层暴、空间天气、空间气候和行星科学中的一些重要应用问题，并对各研究领域未来发展方向作了展望。
《日地环境指南》可供空间科学和行星科学的研究人员参考，也可供高等院校相关专业的大学生和研究生阅读使用。

目录

英文版序言
中译本说明
第1章 日地环境概论
1.1 引言
1.2 日地环境研究概述及研究历史
1.2.1 太阳
1.2.2 太阳风
1.2.3 磁层一电离层一热层
1.2.4 地磁和磁暴／亚暴
1.2.5 极光
1.2.6 行星和彗星
1.2.7 宇宙线
1.3 日地环境的性质
1.3.1 线性波
1.3.2 不稳定性
1.3.3 非线性波
1.3.4 湍流
1.4 应用
1.4.1 空间天气和空间气候
1.4.2 等离子体天体物理学
1.4.3 可控热核聚变
1.5 结束语
参考文献

第一部分 太阳
第2章 太阳内部——径向结构、旋转、太阳活动周
2.1 引言
2.2 径向结构
2.2.1 整体性质
2.2.2 热平衡和流体静平衡
2.2.3 向绝热分层过渡
2.2.4 混合长理论和对流模拟
2.3 日震学
2.3.1 定性描述
2.3.2 反演频率谱
2.3.3 太阳丰度问题
2.3.4 太阳内部旋转速率
2.3.5 局部区域的日震学
2.4 太阳活动周
2.4.1 蝴蝶图
2.4.2 其他类太阳恒星上的周期活动
2.4.3 巨极小
2.4.4 活动区和活动经度
2.4.5 扭转振荡
2.5 发电机理论
2.5.1 感应方程
2.5.2 小尺度发电机
2.5.3 平均场理论
2.5.4 a的数值确定
2.5.5 其他效应
2.6 太阳周模型
2.6.1 一维模型
2.6.2 各种太阳发电机方案
2.6.3 非线性饱和
2.6.4 发电机的位置
2.7 较差自转
2.7.1 较差自转的平均场理论
2.7.2 湍流数值模拟给出的A效应
2.7.3 子午流动与斜压项
2.7.4 近表面剪切层
2.7.5 磁效应
2.8 结论
参考文献

第3章 太阳大气
3.1 引言
3.1.1 太阳活动
3.1.2 太阳认知的革命
3.1.3 近期惊人的结果
3.2 磁场作用
3.2.1 基本方程
3.2.2 磁波
3.2.3 磁重联
3.3 日珥
3.4 太阳耀斑
3.4.1 引言
3.4.2 通过磁重联方式的能量释放
3.4.3 耀斑发生条件
3.4.4 耀斑爆发的灾变模型和不稳定模型
3.5 日冕加热
3.5.1 引言
3.5.2 大尺度活动区加热的数值试验
3.5.3 MHD波加热
3.5.4 磁重联加热
3.6 结论
参考文献

第4章 太阳风
4.1 导论
4.2 日冕
4.3 密度与压力的向外衰减
4.4 彗星与太阳微粒辐射
4.5 宇宙线变化
4.6 行星际空间中的等离子体
4.7 日冕的状态
4.8 流体力学与磁流体力学的理论基础
4.9 日冕粒子的动力学状态
4.10 磁流体力学
4.11 日冕的流体力学膨胀
4.12 日冕温度的充分条件
4.13 与通过拉伐尔喷管时流体膨胀的相似性
4.14 日冕膨胀的引力抑制
4.15 太阳风密度和太阳物质流失
4.16 太阳风中的磁场和流束
4.17 讨论
参考文献

第5章 日冕物质抛射
5.1 引言
5.2 太阳上的CME
5.2.1 性质
5.2.2 是什么引发了cME：观测证据
5.2.3 理论思想
5.3 行星际日冕物质抛射（ICME）
5.3.1 在1Au处的性质
5.3.2 把太阳部分与行星际部分结合起来
5.4 结论与展望
参考文献

第6章 太阳射电发射
6.1 引言
6.2 射电波传播
6.2.1 基础知识
6.2.2 射电波的散射
6.3 太阳热辐射
6.3.1 微波波段
6.3.2 分米一米波波段
6.4 太阳射电爆发
6.4.1 辐射机制
6.4.2 电子束
6.4.3 无碰撞激波的遥跟踪
6.4.4 耀斑的后随射电辐射和大尺度湍流
6.5 波和粒子的就地测量
6.6 日冕物质抛射和行星际日冕物质抛射的射电特征
6.6.1 耀斑／CME事件：日冕的爆出和角扩展
6.6.2 CME的直接射电成像
6.6.3 行星际日冕物质抛射（IcME）
6.7 结论：射电观测与认识日地环境的关系
参考文献

第二部分 地球
第7章 磁层
7.1 引言
7.2 磁场结构
7.3 磁层电场
7.4 磁层带电粒子
7.5 总结
参考文献

第8章 电离层
8.1 电离层的产生与结构
8.1.1 电离过程
8.1.2 初级电离层产物
8.1.3 电离层结构
8.2 动力学与耦合过程
8.2.1 电动力学
……
第9章 热层
第三部分 空间等离子体
第10章 空间等离子体
第11章 磁重联
第12章 空间等离子体中的非线性过程
第四部分 日地环境中的过程
第13章 极光
第14章 地磁暴
第15章 亚暴
第16章 磁层超低频波
第17章 空间天气
第18章 地球大气层的太阳活动周期效应
第五部分 太阳系中的行星和彗星
第19章 行星磁层
第20章 太阳与彗星的相互作用
作者简介
内容索引

精彩书摘

1.概述
太阳风起源于太阳大气的膨胀，并形成一种电离等离子体与渗透于行星际介质中的磁场的超音速流。这一流动是太阳日冕与行星际空间压力差的结果，这个压力差驱动太阳等离子体沿径向向外，逃离太阳重力场的影响。太阳风主要由质子和电子组成，还有少量电离的氦和重离子的混合物。太阳风等离子体中有微弱磁场，在地球附近约为几个纳特，太阳风磁场近似平行于黄道面（即地球绕日旋转的轨道平面）。在1Au处，太阳风磁场与日地连线大致成45。夹角。光球向外2个太阳半径之内，太阳磁场的复杂结构变成为这种简单的经向结构。由于太阳风电导率很高，所以太阳风磁场冻结在等离子体中，向外对流传输到行星际介质之中。
太阳风受到太阳活动性变化的强烈影响，并把太阳变化的影响传向行星。太阳旋转使太阳风磁力线缠绕成阿基米德螺旋线。因此，随着离太阳经向距离的增加，开始时沿径向的磁力线逐渐改变到环形方向。由于太阳自转周期是27天，所以行星际磁场图案显示出27日重现特征。太阳风除了这种重现变化特征之外，还有由激波、日冕物质抛射、耀斑等太阳活动性引起的偶现性行星际扰动。
观测到的太阳风有快慢两种。快速太阳风起源于磁场开放的冕洞，其速度高达400～800km／s。在太阳极小年，慢速太阳风速度为250～400km／s，其源区位于日球磁赤道处的电流片附近；在太阳极大年，慢速太阳风起源于日冕活动区冕状流的上方，这里的磁力线是闭合的。在离太阳一定距离的地方，快速太阳风与慢速太阳风相互作用，于是在快速流与慢速流之间形成一个相互作用区。由于这些结构随太阳而旋转，所以称作共旋作用区，或CIR。
……

前言/序言

　　太阳是宇宙中的一颗恒星，它连续不断地向空间释放能量，功率高达3.9×10”erg／s。太阳能量的发射形式基本有三种：第一种是所谓的黑体辐射，俗称太阳光；第二种是诸如x射线和紫外辐射的电磁辐射，大部分被地球对流层以上的大气吸收；第三种是粒子辐射，其能量范围甚宽，从1GeV。为方便起见，这些粒子可分为低能和高能两类，低能粒子称作太阳风，高能粒子称作宇宙线。
　　自从46亿年前太阳系形成以来，太阳一直照耀着地球，使地球上的生命得以存在，并渐渐形成了一个适于人类生活的环境。宇宙中环绕地球的空间叫做日地环境，也叫地球空间。研究日地环境不仅是为了根据太阳和地球之间发生的各种物理过程来揭示复杂的日地关系，而且也是为了更好地认识我们在宇宙中的位置和作用。近来，这一研究领域的重要性与日俱增，因为人类已经开始通过空间通信和空间站，把近地空间作为我们活动领域的一部分加以利用。
　　地球磁层和高层大气（包括电离层和热层）受着太阳大气活动和运行于行星际空间的太阳风的影响，日地环境研究力图定量地认识它们的状态。
　　这一过程链在地球空间可以观测到的典型特征表现为地磁暴和磁层亚暴，在磁暴和亚暴发生时，极区天空极光十分活跃。这些过程覆盖大范围的时空尺度，从而使日地环境的观测变得十分复杂，也使对这些过程的认识变得非常困难。在早期，对每一个等离子区的现象是分开进行研究的。但是，随着研究的进展，人们意识到把整个过程链作为一个整体进行处理的重要性，因为日地系统中各区域之间存在着强烈的相互作用。根据过去二十年大量卫星的观测结果和深入的计算机模拟，我们已经能够分析日地环境不同区域的紧密耦合关系。
　　本书介绍目前我们对日地环境基本过程的认识。全书20章，首先让读者了解从太阳到地球的能量传递过程，随后几章讨论基本物理原理或概念，使读者理解诸如空间等离子体中的波和不稳定性、磁重联、等离子体非线性过程的本质，这是解释地球空间系统动力学过程时所需要的知识。接下来讨论日地环境变化的重要特征，如极光、亚暴、磁暴、地磁脉动。我们觉得，出版此书非常及时，因为空间天气和空问气候的效应，作为日地环境研究的应用，近来已变成社会关注的热点。本书最后几章讨论行星和彗星，它们肯定经历着与日地环境类似的等离子体过程。

《地球气候动力学导论》 作者： 张伟 教授，李明 博士 出版社： 科学技术出版社 出版年份： 2023 年 页数： 680 页 定价： 188.00 元 --- 内容简介： 《地球气候动力学导论》是一部系统而深入探讨地球气候系统内部机制、演化规律及其外部驱动因素的专业学术专著。本书旨在为大气科学、海洋学、地理学、环境科学以及气候变化研究领域的学生、研究人员和政策制定者提供一个全面、前沿且严谨的理论框架与实践指导。 本书共分为七个主要部分，涵盖了从基础物理原理到复杂气候模型的构建与应用等多个层面，力求在深度与广度之间取得完美的平衡。 第一部分：气候系统的基本概念与热力学基础 本部分首先界定了“气候”与“天气”的本质区别，并对地球气候系统的边界、组成要素（大气圈、水圈、冰雪圈、生物圈和岩石圈的相互作用）进行了详尽的阐述。重点回顾了辐射平衡原理，特别是太阳短波辐射与地球长波辐射在能量收支中的核心地位。深入探讨了大气中主要温室气体的光谱吸收特性及其对地球能量预算的贡献。同时，详细分析了位势、熵、可用能等热力学概念在气候系统能量转换过程中的应用，为后续的动力学分析奠定了坚实的物理基础。这一部分强调了能量在系统内部的有效传输与耗散机制。 第二部分：大气环流的动力学基础 本部分是全书的核心之一，专注于解释驱动全球大气运动的物理定律。详细介绍了牛顿运动定律在旋转参考系中的修正——科里奥利力、地转风平衡、梯度风平衡和切衡风平衡。随后，系统地推导了包含摩擦项的原始方程组，并讨论了这些方程在线性化和非线性条件下的解析解与数值解的局限性。章节着重于解释行星尺度环流（如哈德里环流、费雷尔环流和极地环流）的形成机制，并引入了埃克曼输运、涡度方程以及斜压不稳定理论，以解析中纬度气旋和反气旋的生命史及其能量来源。 第三部分：海洋环流与海洋-大气相互作用 海洋在全球气候系统中扮演着巨大的热量和碳汇角色。本部分深入探讨了驱动海洋环流的主要力量，包括风场、密度差异（温盐环流）以及地球自转的影响。详细分析了上层海洋的混合过程、深层水团的形成与传播路径。重点章节讨论了海洋热力学，特别是海气界面的热量、水分和动量交换过程。本书对ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）现象进行了深入的案例分析，阐释了海洋大气耦合振荡如何通过开尔文波、罗斯比波等海洋波浪机制影响全球气候变率。 第四部分：水循环、云与降水物理过程 本部分聚焦于水圈在气候系统中的关键作用。从水汽的相变、凝结核的作用原理出发，详细描述了云的形成、演化及辐射特性。深入探讨了不同类型的降水过程（如积云对流和层状云降水）的微物理机制。章节特别分析了冰雪圈——尤其是积雪和冰盖——对地表反照率的影响，以及融化过程如何通过正反馈机制加速区域性气候变化。 第五部分：气候变率与长期变化 本部分系统梳理了气候系统内部自然变率的特征和成因。详细介绍了年代际（如太平洋十年际振荡 PDO）和多年代际尺度的气候振荡模式。针对过去的气候重建方法（如古气候代理数据）进行了评估，并讨论了米兰科维奇旋律（轨道变化）如何调控冰期与间冰期的交替。通过对冰芯、沉积物等记录的分析，揭示了地球气候系统在不同时间尺度上的敏感性。 第六部分：气候模型的构建与应用 本部分侧重于现代气候科学的研究方法。详细介绍了通用环流模型（GCMs）的基本结构、参数化方案（针对次网格尺度的物理过程，如边界层、积云对流）的最新进展。讨论了耦合海洋-大气模型（AOGCMs）的优势与挑战。内容涵盖了模型误差分析、不确定性评估以及如何使用模型对未来气候情景（如SSP/RCP 路径）进行预测。 第七部分：人为影响与气候反馈机制 最后一部分讨论了人类活动对气候系统的扰动。详细分析了温室气体和气溶胶对辐射强迫的贡献。重点阐述了主要的反馈机制：水汽反馈、冰雪反照率反馈、云反馈的复杂性和不确定性。本书以审慎的态度总结了当前气候变化研究的前沿问题，包括气候临界点（Tipping Points）的潜在风险，以及区域气候响应的特征，为读者理解当前全球气候变化提供了深刻的洞察力。 --- 本书特点： 1. 理论深度与广度兼备： 融汇了经典物理学原理与现代地球系统科学的前沿成果。 2. 数学推导严谨： 包含必要的微分方程和矢量分析，但对复杂数学推导给予清晰的物理意义解释。 3. 图表丰富直观： 包含数百幅原创插图、卫星遥感图像和模型模拟结果图，以辅助理解抽象概念。 4. 聚焦耦合过程： 强调了大气、海洋、冰雪之间的动态耦合，而非孤立地研究各个圈层。 适合读者： 气候学、大气科学、海洋学、环境工程、地理科学等专业本科高年级及研究生，以及气候变化领域的研究人员和政策分析师。

评分☆☆☆☆☆

这本《日地环境指南》的书名，光是听起来就充满了探索未知和科学奥秘的吸引力。我一直对宇宙中的一切事物都充满了好奇，特别是我们赖以生存的地球，它和太阳之间到底有着怎样的微妙联系，是如何相互影响的，这一点尤其让我着迷。这本书的出现，就像是在浩瀚的宇宙知识海洋中，为我点亮了一盏指引方向的灯塔。我脑海中浮现出的画面是，它或许会用清晰易懂的语言，为我揭示太阳耀斑爆发时，地球磁场如何作出反应，又或者，在美丽的极光背后，隐藏着怎样壮丽的日地能量交换过程。这本书会不会像一位经验丰富的向导，带领我穿越复杂的太阳风层，了解它的构成和对地球的潜在影响？我甚至可以想象，书中会不会通过详实的图表和案例，深入浅出地解释一些平时听起来遥不可及的科学概念，比如地磁暴对通信、导航系统带来的挑战，以及科学家们又是如何预测和应对这些挑战的。光是想象这些内容，就足以让我对这本书充满期待，迫不及待地想要翻开它，去探索这个我一直以来都充满疑问的神秘领域，去理解我们所处的这个宏大而精密的日地系统。

评分☆☆☆☆☆

《日地环境指南》这个名字，瞬间就勾起了我对那些关于太阳和地球之间奥秘的强烈求知欲。我一直觉得，我们所处的这个地球，并非一个独立自主的存在，而是置身于一个更宏大、更动态的系统中。太阳，作为这个系统的核心，它的任何一丝变化，都可能牵动着地球的脉搏。我期待这本书能够给我一个系统性的、全局性的视角。它会如何描述太阳的能量是如何产生并辐射到宇宙空间，又会以怎样的形式抵达地球？我会不会在书中看到关于太阳活动周期，比如太阳耀斑、日冕物质抛射等现象的详细解释，以及这些现象对地球磁层、电离层乃至大气层产生的直接影响？我特别想知道，那些美丽的极光，背后究竟隐藏着怎样的物理机制？本书能否用一种既科学严谨又不失趣味性的方式，来揭示这些发生在遥远太空中的壮丽景象，以及它们与地球环境之间千丝万缕的联系？我希望这本书能够让我不再仅仅是被动地接收信息，而是能够主动地去理解，去思考，去感受这个宇宙的奇妙与精巧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《日地环境指南》，听起来就充满了权威感和实用性。我一直以来都对那些能够解释我们日常生活背后科学原理的书籍情有独钟。我常常会思考，为什么有时候卫星信号会受到干扰，为什么会有美丽的极光现象，这些背后是不是都与太阳和地球之间的某种互动有关？这本书的出现，正是我一直在寻找的那种能够系统地解答这些疑问的“指南”。我期待它能够像一位经验丰富的向导，带领我深入了解太阳的活动，比如太阳风的构成、传播速度以及它对地球磁层的影响。我希望能看到关于地磁场的详细介绍，了解它是如何保护我们免受有害宇宙射线的侵袭，又会在什么样的条件下发生异常。我特别好奇，书中会不会包含一些关于空间天气预测的内容，以及这些预测对于航空航天、通信导航等领域的重要性。我希望这本书能够用清晰易懂的语言，配以精美的插图和数据分析，让我能够真正理解日地环境这个复杂而迷人的系统，并从中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《日地环境指南》这本书名的时候，脑海中立即闪过无数个关于宇宙和地球互动的问题。我对那些关于太空的纪录片和科普文章总是兴趣盎然，但往往很多信息零散且难以串联。我希望这本指南能够系统地解答我长久以来的疑惑。比如，太阳风到底是什么？它又是如何形成并朝着地球传播的？这本书会不会像一本详尽的地图册，为我标注出日地之间的各种“交通线路”，清晰地展示能量和物质的交换路径？我还对地磁场的作用感到非常好奇，它究竟是如何像一个隐形的盾牌，保护着地球免受太阳辐射的侵害？书中会不会用直观的方式，比如精美的插图或者动画模拟的描述，来展现这个过程？我更希望，这本书能够探讨一些更前沿的话题，例如，随着人类对太空探索的深入，我们对日地环境的理解，又有哪些新的突破？它会不会涉及到一些关于空间天气预报的最新进展，以及这些预报对我们未来的太空活动有多么重要？总而言之，这本书对我来说，就像是一扇窗户，我迫不及待地想通过它，去窥探那个宏大、神秘又与我们息息相关的日地世界。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《日地环境指南》，我内心最先涌起的，是一种豁然开朗的感觉。我一直觉得，我们每天接触到的信息，比如天气预报，甚至卫星通信的稳定性，都并非凭空而来，背后一定有着更深层的原因。而“日地环境”这几个字，恰恰点出了这一切的源头。我期待这本书能够像一位严谨的科学家，用数据说话，用事实支撑，为我勾勒出太阳系中，地球所扮演的独特角色。我想知道，太阳的活动周期，比如太阳黑子的增减，到底会对地球的气候变化产生怎样长远而微妙的影响？这本书会不会深入到我们肉眼看不到的层面，去解析那些看不见的能量流、粒子流，是如何跨越亿万公里，最终影响到我们生活的点点滴滴？我非常好奇，书中会如何阐述这些复杂的科学原理，是否会运用一些生动的比喻，或者是一些震撼人心的真实案例，来帮助我理解那些可能极其深奥的物理过程。我希望它不仅仅是一本枯燥的学术著作，更是一部能够激发我思考，让我对我们所处世界有更深层次认识的启迪之书，它能否让我更深刻地理解，地球并非孤立存在，而是时刻与太阳进行着一场无声的对话。

评分☆☆☆☆☆

地球磁层和高层大气（包括电离层和热层）受着太阳大气活动和运行于行星际空间的太阳风的影响，日地环境研究力图定量地认识它们的状态。

评分☆☆☆☆☆

自从46亿年前太阳系形成以来，太阳一直照耀着地球，使地球上的生命得以存在，并渐渐形成了一个适于人类生活的环境。宇宙中环绕地球的空间叫做日地环境，也叫地球空间。研究日地环境不仅是为了根据太阳和地球之间发生的各种物理过程来揭示复杂的日地关系，而且也是为了更好地认识我们在宇宙中的位置和作用。近来，这一研究领域的重要性与日俱增，因为人类已经开始通过空间通信和空间站，把近地空间作为我们活动领域的一部分加以利用。

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好书，就是有点贵！!!!

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这本书内容很详实，就是需要一定的耐心看完啊，很厚。当工具书用了。

评分☆☆☆☆☆

很不错的书。。。。。。。。

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徐老师翻译的书 不错不错！！

评分☆☆☆☆☆

国际一流专家撰写，国际一流专家翻译。

评分☆☆☆☆☆

地球磁层和高层大气（包括电离层和热层）受着太阳大气活动和运行于行星际空间的太阳风的影响，日地环境研究力图定量地认识它们的状态。

评分☆☆☆☆☆

太阳是宇宙中的一颗恒星，它连续不断地向空间释放能量，功率高达3.9×10”erg／s。太阳能量的发射形式基本有三种：第一种是所谓的黑体辐射，俗称太阳光；第二种是诸如x射线和紫外辐射的电磁辐射，大部分被地球对流层以上的大气吸收；第三种是粒子辐射，其能量范围甚宽，从1GeV。为方便起见，这些粒子可分为低能和高能两类，低能粒子称作太阳风，高能粒子称作宇宙线。