大众力学丛书·谈风说雨：大气垂直运动的力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘式达，李滇林 著

图书标签:

• 大气科学
• 力学
• 气象学
• 大气垂直运动
• 大众科普
• 物理学
• 环境科学
• 自然科学
• 谈风说雨
• 大众力学丛书

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040370812

版次：1

商品编码：11229913

包装：平装

丛书名： 大众力学丛书

开本：32开

出版时间：2013-04-01

用纸：胶版纸

页数：138

字数：110000

正文语种：中文

内容简介

　　《大众力学丛书·谈风说雨：大气垂直运动的力学》以风、雨为主线，讲解了20个日常生活中人们普遍关心的大气科学中的力学问题，内容包括天上的云、气旋和反气旋、风的形成、冷暖气团相遇的锋面、龙卷风和台风等。这些大气现象均和力学中所涉及的气压梯度力、离心力、科氏力、摩擦力等有关，并用力的平衡和角动量守恒定律等作了科学解释。《大众力学丛书·谈风说雨：大气垂直运动的力学》特别对大气中的风和雨的运动形式以恢复力、阻尼力为参数进行了几何分类，复杂的全球大气环流形式便有了通用、简洁的拓扑特征。这样，大气中的力学问题就可用几何、拓扑的方法展示，更加直观和深入。
　　由于近十多年来人们更关注气候变化问题，因此书中也介绍了有关温室气体、全球气候变化、极值天气等问题的基本知识和观点，使读者能关注力学在大气中的最新进展。
　　《大众力学丛书·谈风说雨：大气垂直运动的力学》图文并茂，通俗易懂，可供对力学和大气科学感兴趣的学生和教师参考。

作者简介

　　刘式达，男，北京大学物理学院大气科学系教授、博士生导师。1938年出生于江苏省扬州市.1962年毕业于北京大学。专长是非线性大气动力学、湍流与混沌、应用数学等方面。
　　1986-1996年任北京大学地球物理系系主任。曾任中国国家气象学会副理事长，现任英国皇家气象学会fellow会员，《大气科学》杂志常务编委。
　　著作有《非线性动力学和复杂现象》（气象出版社，1989），《地球流体动力学的数学问题》（海洋出版社.1990），《分形和分维引论》（气象出版社，1993）、《大气动力学》（北京大学出版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育出版社，1994）、《自然科学中的混沌和分形》（北京大学出版社，2003）、《非线性大气动力学》（国防工业出版社，1996）《地球物理中的混沌》（东北师范大学出版社.1999）、《从蝴蝶效应谈起》（湖南教育出版社，1994）、《特殊函数》（气象出版社，2002）、《大气湍流》（北京大学出版社.2008）、《物理学中的非线性方程》（北京大学出版社.2000），译著有《分岔理论和耗散结构的计算方法》（科学出版社，1990）、《混沌的本质》（气象出版社.1997）、《机遇与混沌>（上海科技教育出版社.2005）。在国内外刊物上发表论文百余篇，1991年因为非线性大气动力学的研究，获国家教委科技进步一等奖和国家自然科学三等奖。

内页插图

目录

云为什么会飞上天？
为什么会刮风？
风为什么会拐弯而形成气旋和反气旋？
摩擦力为什么会使风向气旋内或向反气旋外吹？
为什么气旋会降水，反气旋会晴天？
为什么风会随高度升高而增大？
天气的好坏为什么常与高空槽和脊相联系
冷、暖气团相遇为什么会降水？
全球空气是如何流动的？
风暴和龙卷风是如何形成的？
大气中的角动量守恒定律——位涡守恒
台风为什么会带来暴风骤雨，为什么有台风眼？
为什么有积雨云就会下大雨？
丰富多彩的大气三维螺旋运动
“杂乱无章”的大气湍流为什么还会有对称性？
地球表面流场要遵循的拓扑关系
天气和气候哪个“记忆力”好？
为什么要关注“温室气体”？
“全球气候变暖”的提法对吗？
全球气候变暖，极值天气增多了吗？

前言/序言

　　《大众力学丛书》编辑委员会主任武际可教授和副主任戴世强教授希望我们写有关大气中的力学问题的书，做好科学普及工作。的确，大气中的力学不像实验室中的力学，大气运动是在地球上这样一个野外环境进行的，它有许多特色和复杂性。例如，大气的气压、密度、温度、湿度都是随高度变化的，称为分层。同一水平面或同一高度上有高压和低压之分。再例如，科氏力的作用在实验室中看不见，而在大气中几乎到处可见，还有许多涡旋，如气旋、反气旋、副热带高压，更有极为凶猛的龙卷风、台风等涡旋。大气的运动时刻在变化，并造成每天的天气都不一样，气候也在变化。大气运动还会碰到普通力学中比较少见的物理概念，如负阻尼、负恢复力、大气斜压性、混沌、分形等。任务虽然艰巨，但丛书的宗旨是科学普及，所以我们将全力写好它。
　　从什么问题切入谈大气中的力学呢？想来想去，还是从大气中的降水（降雨、降雪等）和风入手，降水本来就是大气运动的特色，同时又和人们的日常生活息息相关。要降水，必须有垂直运动，于是本书就取名为《谈风说雨——大气垂直运动的力学》，力求把问题说清楚，真正达到科学普及的目的。
　　力学的基础是牛顿第二定律，因此要涉及作用于物体上的力，包括恢复力、摩擦力、科氏力、离心力、气压梯度力等，以及由牛顿第二定律导出的一些定律，如角动量守恒定律等。牛顿定律同样适用于大气，但是作用在大气质点的力由于地球旋转、大气分层和大气运动的不同时间尺度，它们在大气中各自扮演独特的角色。因此，本书前17章都是从力的角度谈大气中的风和雨，特别是大气的垂直运动，每一章基本上都涉及一个日常生活中人们所关心的科学问题。如：第1章的标题是“云为什么会飞上天？”，主要讨论恢复力，特别是负恢复力的浮力；第2章的标题是“为什么会刮风？”，讨论的是气压梯度力；第3章讨论风为什么会拐弯，介绍的是科氏力；第4章讨论摩擦力，可以说没有摩擦力，大气就不会下雨；其他各章涉及气旋、反气旋、风暴、龙卷风、台风、锋面等有关问题。最后3章将大气运动延伸到当今全球都十分关心的气候问题，如为什么要关注“温室气体”？气候问题十分复杂，本书将提出一些常被人们误导的问题，如“现在全球气候变暖”的提法对不对，“极值天气是气候变暖造成的吗”，等等。
　　为了使读者对大气运动有较为深刻的了解，第4章将大气运动以阻尼力和恢复力为参数进行了几何分类；第16章对全球大气运动作了拓扑特征的论述，将力学与几何、拓扑相联系，更为直观、深刻。
　　武际可教授对本书作了认真的修改，再次表示感谢！

《风的絮语与水的低语：地球大气运动的奥秘》 内容简介 本书并非探讨大气运动的特定分支——垂直运动的力学原理，而是将视野投向整个地球大气系统的宏大叙事。它致力于揭示驱动地球气候、天气系统乃至日常风雨现象背后的基本物理规律与复杂相互作用。我们将从最基础的能量驱动力出发，剖析太阳辐射如何塑造地球的温度梯度，进而引发空气的流动与交换，最终构建起我们头顶上那层变幻莫测的大气层。 第一部分：地球的能量引擎——驱动气流的源头 地球大气是一个巨大的热力学机器，其所有运动的根本动力来自于太阳。本部分将深入探讨太阳辐射的性质、地表对辐射的吸收与再分配过程。我们将详细解析地气系统的能量平衡，阐明热带与两极之间的温度差异如何形成驱动全球环流的原始推力。 辐射收支与地表加热不均： 分析不同纬度接收到的太阳能密度差异，以及地表（陆地与海洋）不同的比热容对局部温度场的影响。 温室效应的物理基础： 探讨大气成分（如水蒸气、二氧化碳）如何通过选择性吸收和再辐射长波辐射，维持地球表面的平均温度，并解释其在气候系统中的关键作用。 热力学基本定律在气象学中的应用： 引入气块概念，阐述气体状态方程（理想气体定律）如何描述气压、温度和密度的关系，为后续的动力学分析奠定基础。 第二部分：宏观尺度：全球大气环流的骨架 地球的自转效应，即科里奥利力，是塑造宏观天气系统的决定性因素。本部分将专注于理解地球尺度上空气质量如何在全球范围内进行大规模的重新分配，形成稳定的、季节性变化的气候带。 地转平衡与梯度风平衡： 阐明压力梯度力、科里奥利力与摩擦力之间的动态平衡，解释高空西风急流和信风带的形成机制。重点分析伯努利原理在气流加速区域的应用。 三圈环流模型（Hadley, Ferrel, Polar）： 详尽解析这三圈环流圈如何通过能量和角动量的输送，解释了赤道多雨、副热带干燥（沙漠带）的全球分布规律。 中纬度气旋的结构与生命史： 探讨对流层中段，温带气旋（低压系统）作为能量释放和温度垂直混合的主要载体的形成、发展、锢闭与消亡过程，侧重于锋面（暖锋与冷锋）对天气的影响，而非单一的垂直运动机制。 第三部分：中尺度现象：水汽的舞台与能量的释放 大气运动不仅是宏观尺度的平稳流动，也充满了剧烈的、局地的中尺度天气现象。本部分聚焦于水汽凝结、相变释放的巨大能量如何驱动局地强对流和降水系统。 湿空气热力学基础： 介绍露点、饱和水汽压、混合比等概念，解释空气冷却过程中水汽凝结所需的条件。深入探讨潜热释放作为不稳定能量源的关键作用。 云的生成与水滴发展： 分析云的形成（绝热冷却、非绝热冷却、抬升机制），但不详述垂直运动的力学方程，而是强调云内水汽含量与环境气流抬升强度的关联。 强对流系统的动力学要素： 探讨中尺度对流复合体（MCC）、飑线等现象的触发机制，重点分析环境风的垂直切变如何组织对流系统，增强其生命周期和组织性，而非仅仅关注雷暴内部的上升和下沉气柱。 第四部分：气候变化与大气系统的响应 本章将目光投向时间尺度更长的变化，探讨人为活动如何改变了地球能量收支的平衡，并引发大气运动模式的长期偏移。 辐射强迫与气候敏感性： 分析温室气体浓度增加对大气辐射平衡的影响，及其通过改变大气温度梯度来潜在影响全球环流的理论模型。 海气相互作用的反馈： 阐述海洋的巨大热容量如何调节大气温度，以及如厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等现象如何通过海表温度异常，远程影响全球大气环流的年际变化。 极端天气的频率与强度： 讨论在气候变暖背景下，某些天气事件（如热浪、强降水）发生的概率和强度可能发生的系统性变化，着眼于宏观能量再分配的长期趋势。 总结 《风的絮语与水的低语：地球大气运动的奥秘》旨在为读者提供一个全面、系统性的地球大气动力学框架，从太阳能量的输入到全球环流的构建，再到水汽相变释放能量的中尺度天气，涵盖了驱动天气和气候变化的核心物理过程，引导读者理解驱动我们头顶天空的复杂而精妙的平衡艺术。全书侧重于能量驱动、宏观平衡与水汽相变在气象系统中的角色，而非对单一力学方程的精深推导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，在我看来，是极其鲜明的，带有一种古典的韵味和现代的精准相融合的奇特美感。它不像某些科普读物那样过度使用口语化的表达来拉近距离，反而保持了一种恰到好处的疏离感和敬畏感。作者对词语的选择极为考究，常常能用一个极富画面感的词汇来概括一个复杂的系统状态，这不得不让人惊叹其文字功底的深厚。阅读过程中，我仿佛置身于一个由严密概念构筑的殿堂之中，空气中弥漫着真理的清冷气息。这种文学性与科学性的完美结合，使得阅读过程变成了一种纯粹的审美享受，而非枯燥的知识灌输。它超越了一本普通教材的范畴，更像是一部关于世界运行规律的哲学沉思录。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的切入点和分析角度相当新颖，它避开了主流叙事中那些被反复嚼烂的陈词滥调，转而聚焦于一些看似微小却至关重要的机制。作者的洞察力令人印象深刻，总能在看似杂乱无章的信息流中，捕捉到隐藏的秩序和关联。这种“以小见大”的叙事策略，极大地拓宽了读者的视野。我个人尤其欣赏作者在阐述观点时所展现出的那种旁征博引的能力，各种看似不相关的领域知识被巧妙地编织在一起，共同服务于核心论点的支撑。这种跨学科的视野，是判断一部作品是否具有真正原创价值的重要标尺，而此书无疑是其中的佼佼者。它鼓励读者跳出固有的知识边界去审视问题。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的篇幅之宏大，结构之精巧，实在令人叹服。作者似乎将毕生精力都倾注在了对事物本质的探究上，文字间的沉稳与深邃，绝非寻常科普读物所能比拟。我尤其欣赏其中对抽象概念的具象化处理，那些原本晦涩难懂的原理，经过巧妙的譬喻和生动的例证，仿佛触手可及。阅读过程中，我时常需要停下来，反复咀嚼那些精妙的论断，那种豁然开朗的喜悦，是阅读优秀学术著作时独有的酣畅淋漓。它不仅仅是在讲解知识，更像是在引导读者进行一次思维的重塑，挑战我们习以为常的认知框架。这种对深度和广度兼顾的叙事方式，使得即便是初涉此领域的读者，也能感受到作者深厚的学养和严谨的治学态度。全书的节奏把握得恰到好处，没有丝毫拖沓，每一个章节都如同精心打磨的宝石，散发着独特的光芒。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的整体架构设计堪称一绝，它不像传统线性叙事那样平铺直叙，而是采用了某种螺旋上升的结构，每一层展开都建立在对前一层的深化和拓展之上。这种布局使得读者在不知不觉中，就已经接受了更高阶的分析框架。我发现，即便是回顾已经读过的部分，也会因为理解了后续章节的内容，而产生全新的认识，这体现了作者规划的深远。它不是一本可以“快速浏览”的书籍，它需要时间的沉淀和精神的投入，每一次重读都会带来新的体会和感悟。这种复杂而又和谐的内在组织，无疑是成就一部经典作品的关键所在，让人心生敬佩，并且强烈推荐给所有追求思想深度的求知者。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是作者对细节的偏执和对逻辑的近乎苛刻的追求。这种风格使得全书的论述如同精密机械的咬合，严丝合缝，无懈可击。行文中，作者似乎从不满足于表面的解释，而是层层剥笋般深入到现象背后的驱动力。我注意到，书中引用的诸多案例都经过了细致的筛选和交叉验证，而非信手拈来，这极大地增强了文本的说服力。与市面上许多追求“通俗易懂”而牺牲了严谨性的作品不同，这部作品成功地架设了一座桥梁，连接了专业性与可读性。它要求读者付出注意力，但回报是远超预期的知识深度。那种被知识的洪流裹挟着向前奔涌的体验，让人欲罢不能，仿佛自己也在参与到这场思想的建构之中。

评分☆☆☆☆☆

适合学气象的同学们好好阅读，

评分☆☆☆☆☆

卢昌海在自己博客里推荐的，是中国物理学科普读物中素质很不错的，不过略深，需要一些高中和比较浅的微积分知识

评分☆☆☆☆☆

著作有《非线性动力学和复杂现象》（气象出版社，1989），《地球流体动力学的数学问题》（海洋出版社.1990），《分形和分维引论》（气象出版社，1993）、《大气动力学》（北京大学出版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育出版社，1994）、《自然科学中的混沌和分形》（北京大学出版社，2003）、《非线性大气动力学》（国防工业出版社，1996）《地球物理中的混沌》（东北师范大学出版社.1999）、《从蝴蝶效应谈起》（湖南教育出版社，1994）、《特殊函数》（气象出版社，2002）、《大气湍流》（北京大学出版社.2008）、《物理学中的非线性方程》（北京大学出版社.2000），译著有《分岔理论和耗散结构的计算方法》（科学出版社，1990）、《混沌的本质》（气象出版社.1997）、《机遇与混沌>（上海科技教育出版社.2005）。在国内外刊物上发表论文百余篇，1991年因为非线性大气动力学的研究，获国家教委科技进步一等奖和国家自然科学三等奖。

评分☆☆☆☆☆

首先赞京东的售后。水壶使用近半年后坏了，京东二话不说给换了新的。至于该商品，便宜没好货，别的不多说了。

评分☆☆☆☆☆

质量还不错

评分☆☆☆☆☆

客观来看，算有用的知识，但是对书的定位，内容组织不太满意。4分。

评分☆☆☆☆☆

挺好

评分☆☆☆☆☆

著作有《非线性动力学和复杂现象》（气象出版社，1989），《地球流体动力学的数学问题》（海洋出版社.1990），《分形和分维引论》（气象出版社，1993）、《大气动力学》（北京大学出版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育出版社，1994）、《自然科学中的混沌和分形》（北京大学出版社，2003）、《非线性大气动力学》（国防工业出版社，1996）《地球物理中的混沌》（东北师范大学出版社.1999）、《从蝴蝶效应谈起》（湖南教育出版社，1994）、《特殊函数》（气象出版社，2002）、《大气湍流》（北京大学出版社.2008）、《物理学中的非线性方程》（北京大学出版社.2000），译著有《分岔理论和耗散结构的计算方法》（科学出版社，1990）、《混沌的本质》（气象出版社.1997）、《机遇与混沌>（上海科技教育出版社.2005）。在国内外刊物上发表论文百余篇，1991年因为非线性大气动力学的研究，获国家教委科技进步一等奖和国家自然科学三等奖。

评分☆☆☆☆☆

著作有《非线性动力学和复杂现象》（气象出版社，1989），《地球流体动力学的数学问题》（海洋出版社.1990），《分形和分维引论》（气象出版社，1993）、《大气动力学》（北京大学出版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育出版社，1994）、《自然科学中的混沌和分形》（北京大学出版社，2003）、《非线性大气动力学》（国防工业出版社，1996）《地球物理中的混沌》（东北师范大学出版社.1999）、《从蝴蝶效应谈起》（湖南教育出版社，1994）、《特殊函数》（气象出版社，2002）、《大气湍流》（北京大学出版社.2008）、《物理学中的非线性方程》（北京大学出版社.2000），译著有《分岔理论和耗散结构的计算方法》（科学出版社，1990）、《混沌的本质》（气象出版社.1997）、《机遇与混沌>（上海科技教育出版社.2005）。在国内外刊物上发表论文百余篇，1991年因为非线性大气动力学的研究，获国家教委科技进步一等奖和国家自然科学三等奖。