地球科学学科前沿丛书：大气科学和全球气候变化研究进展与前沿 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄荣辉，吴国雄，陈文 等 著

图书标签:

• 大气科学
• 全球气候变化
• 地球科学
• 环境科学
• 气候模型
• 气象学
• 环境监测
• 可持续发展
• 科学前沿
• 研究进展

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030410740

版次：1

商品编码：11500060

包装：平装

丛书名： 地球科学学科前沿丛书

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：396

字数：498000

正文语种：中文

内容简介

　　《地球科学学科前沿丛书：大气科学和全球气候变化研究进展与前沿》以中国科学院学部开展的“中国科学院学部学科发展战略研究项目”的研究成果为基础，由以院士为主体、众多专家参与的学科发展战略研究组经过深入调查和广泛研讨共同完成。本书介绍了大气科学和全球气候变化的重要前沿科学问题和若干重大科学问题的进展与回顾，其中包括地球模拟系统，天气学，气候学，陆面过程，海洋动力学，中尺度动力学和季风动力学以及大气化学和中层大气的研究进展。并针对当前大气科学和全球气候变化的主要问题采取的重要措施和建议。

内页插图

目录

国际前沿与科学问题大气科学和全球气候变化研究的发展及重大科学问题未来地球国际大气平流层研究最新发展方向简介WMO与NNAA战略规划解析若干领域研究进展回顾与问题东亚季风气候系统动力学与我国气候灾害预测——我国大气科学的一个前沿研究课题全球变化研究的主要科学问题与进展季风、天气气候灾害及其动力学若干前沿问题地球系统模式中国对国际耦合模式比较计划的贡献：回顾、现状与挑战陆气相互作用与青藏高原的气候效应及其观测海洋热力异常对中国气候的影响平流层与中间层大气动力学的研究进展与急需研究的问题中尺度动力学研究进展大气化学与气候变化…行星大气研究进展综述措施与建议地球系统数值模拟装置地球系统观测与大型观测试验基地建设中层大气综合观测平台建设我国高校大气科学学科建设和人才培养现状、问题及建议发展大气科学，培养创新人才

精彩书摘

　　（一）建立了全球多层次、多尺度的三维大气观测网　　大气探测是大气科学的基础，只有具备充分的观测资料，大气科学的各分支领域才有可能得到发展。经过百年的努力，全球已建立了多层次、多尺度的可定时观测的三维大气观测网，它不仅包括常规观测网，而且还包括空基遥感和地基遥感等非常规观测网（国家自然科学基金委员会，1995；许健民，2000）。　　1．建立了多层次、多尺度可定时观测的大气观测网　　在20世纪初，大气探测一般只能在地面上对大气温、湿、压进行观测。20世纪20年代无线电探空仪的发明（1928年）及30～40年代第二次世界大战对天气预报的需求，使得高空大气探测迅速在陆地上推广；到了50年代，在全球的陆地上初步形成了可定时进行观测的高空和地面观测网；在60年代，气象卫星发射成功，使得对大气的空基遥感探测成为可能。因为对大气的空基遥感具有许多优点，特别是可以探测到海洋、沙漠和高原区域上空大气中难以用常规方法观测到的气象要素，因此，在60年代之后，卫星遥感资料、图像和数据广泛应用于对地球大气各种要素分布的分析。通过这些遥感资料不仅可以得到全球云的分布状况，而且可以获得更高层次的气象要素。经过近半个世纪的努力，大气探测已形成了全球多层次、多尺度可定时观测的三维探测网，不仅在全球建立了地面、高空气象要素的常规观测网，而且形成了以气象卫星为中心的全球非常规大气观测网（许健民，2000）。这个全球大气观测网不仅可以为研究大尺度大气环流的变化，以及中小尺度气象系统的发生、发展提供丰富的观测事实，而且还可以为天气预报和气候预测提供大量的观测资料。　　2．建立了空基大气遥感观测体系　　从20世纪70年代末起，大气遥感技术不仅实现了空基定性遥感向定量遥感的转变，而且建立起高轨地球静止环境业务卫星的观测系统（GOES）。这个系统由四个地球静止卫星组成，它的观测区域覆盖了地球大部分地区。此外，还建立了第三代低轨业务卫星系统。由于两个业务气象卫星系统可以连续观测到没有常规观测地区大气的气象要素，如海洋、沙漠、高原地区上空的气象要素，因此，这个观测体系不断得到发展和完善，特别在90年代之后它得到进一步发展，由被动空基遥感向自动空基遥感转移。例如，将地面上所用的雷达探测安装在气象卫星上，使大气各层的温、压、湿，以及低层风和可降水量的探测误差大大减小，并且，使全球的风场和雨强的探测也成为可能。可以说，空基遥感技术的广泛应用，使得全球天气和气候探测系统的建立成为可能（邱金桓，2000）。　　3．地基遥感技术的发展　　在空基遥感技术发展的同时，地基遥感技术也大大发展，除将天气雷达和多普勒天气雷达广泛应用于中小尺度系统的探测外，还利用微波、红外线和激光来探测大气的温、湿等要素。现在，使用激光探测器可测定大气的温度、水汽、气压、气溶胶浓度、风、湍流、云、降水和能见度等气象要素和物理量，这为局部大气环境的研究提供有用的观测资料。因此，微波、红外线和激光等地基遥感资料在气象和环境业务中不断得到应用。　　4．大气辐射的测量成为大气和地球系统观测的重要手段　　20世纪40～50年代大气分子光谱的精细研究，使得利用高空传感器对地球大气各种辐射的遥感测量成为可能。1960年，美国成功发射了“泰罗斯一号”气象卫星，这为空基遥感测量大气各种要素的变化开辟了新途径。空基遥感技术的发展不仅使其他大气科学分支领域大大发展，也使得大气物理学本身得到发展。到了20世纪90年代，大气辐射的测量已成为对大气和地球系统进行空基遥感观测的重要手段，它不仅使大气科学得到很大发展，而且也使得地球科学有关学科取得明显的进展。因此，这也是20世纪大气科学研究的重要成就。　　（二）建立了大气环流波动理论体系和天气预报的理论基础　　大气环流与大尺度动力学不仅研究全球大气运动的形态、性质、演变及其机制，而且研究水平尺度为5000～6000千米及以上大尺度扰动系统的演变及其机制。大气环流与大尺度动力学研究的发展是20世纪大气科学理论研究发展的核心部分，它的发展带动了大气科学其他分支领域的发展（黄荣辉，2001）。　　……

前言/序言

地球科学学科前沿丛书：地球深部过程与资源勘探 图书简介 本书是“地球科学学科前沿丛书”的又一部力作，聚焦于地球深部复杂过程的最新研究进展及其在关键资源勘探领域的前沿应用。全书汇集了地球物理学、地球化学、矿物学、构造地质学等多个学科的顶尖专家学者的最新研究成果，旨在为地球科学领域的研究人员、高年级本科生和研究生提供一个全面、深入、富有洞察力的参考平台，以期推动对地球内部物质循环、动力学机制及其与人类可持续发展之间关系的理解。 第一部分：地球深部结构与物质循环 本部分深入探讨了地球深部——地幔和地核——的物质组成、物理状态及动力学演化。 第一章：地幔对流的精细结构与地球动力学 本章从地震层析成像技术的新突破入手，详细解析了当前地幔对流模型中存在的争议与前沿认识。重点讨论了超深俯冲板片的终极归宿，即其是否穿透至D”层甚至核幔边界（CMB）。研究人员利用高精度地震波速异常数据，结合高压高温实验模拟结果，构建了更符合实际的粘滞度分布模型，揭示了地幔柱的起源机制及其与地表岩浆活动的关联。特别关注了地幔过渡带（410km和660km间断面）处水和挥发分的存储与释放循环，这对理解地幔的氧化还原状态和岩浆生成至关重要。章节最后，探讨了地幔热流的精确测量方法，及其对板块构造驱动力的约束作用。 第二章：核幔边界的物理化学性质与地球发电机 核幔边界（CMB）被认为是地球内部最复杂、信息获取难度最大的界面之一。本章整合了最新的低温高压（LHP）实验数据和地球化学示踪结果，描述了液态外核与固态下地幔的相互作用。讨论了CMB处可能存在的硅、硫、氧等轻元素在铁镍合金中的分布，及其对液态外核物理性质的影响。此外，本章深入分析了CMB的化学反应区如何影响地核冷却速率和地球磁场的起源。通过对地磁场历史记录的重构，阐述了地核动力学如何通过磁场变化间接反映地球深部物质的输运过程。 第三章：深部水圈的地球化学循环与地幔流体作用 水在地球内部的迁移和储存机制是理解地球宜居性、火山活动和矿产资源形成的关键。本章不再局限于传统的地壳储水模型，而是聚焦于俯冲带深处水分子如何被带入地幔，并以高压矿物（如金红石、布里奇曼石等）结构中“锁住”的形式存在。通过同位素地球化学追踪（如锶、钕、铥-铥比值），专家们分析了地幔深处流体与新生地幔物质的混合程度，为地球深部“水圈”的存在提供了强有力的证据。 第二部分：关键矿产与能源资源的前沿勘探技术 本部分将地球深部过程的研究成果，转化为指导关键矿产和能源资源勘探的实用技术和理论框架。 第四章：深源岩浆成因与关键金属矿床的形成 本书强调了深部地幔过程对重要战略金属（如稀土元素、钴、镍、铂族元素）富集过程的控制作用。本章详细阐述了地幔柱上涌、地幔楔熔融以及地壳-地幔物质往复循环在形成斑岩型矿床和层状侵入体中的角色。利用高温高压流体包裹体研究，揭示了热液流体在深部岩浆房中的演化路径，以及它们如何携带和沉淀高浓度金属离子。特别关注了“地幔活化”理论在寻找隐伏金、铜矿带中的新应用。 第五章：非常规油气与深部生储盖耦合机制 针对全球能源结构转型需求，本章将视角投向深部地质构造对非常规油气（如页岩气、致密油）的控制。传统生储盖模型在深层复杂构造区失效时，深部热历史的重建成为关键。本章利用先进的裂谷盆地热演化模拟软件，结合锆石（U-Pb）定年技术对热事件的精确标定，重建了深层页岩烃源岩的成熟度和运移通道。讨论了地壳剪切带和断层系统如何作为深部碳氢化合物快速迁移的“高速公路”，解释了在不利生烃条件下依然存在高产油气的现象。 第六章：非常规地球物理勘探技术在深部资源预测中的集成 本部分强调了从理论到实践的跨越，重点介绍了应用于深部勘探的新型地球物理方法。内容包括高精度瞬变电磁法（TEM）在识别深部热液蚀变带和高导矿体中的应用；基于机器学习的重磁反演技术，用于分离复杂地幔物质（如超基性岩体）的密度和磁性异常；以及分布式光纤声学传感（DAS）技术在监测深层断层带微震活动和流体渗流方面的潜力。本章提供了多个成功的深部找矿案例分析，展示了多地球物理数据融合（Inversion Integration）的强大能力。 第七章：地热能的深部潜力评估与可持续开发 地热能作为一种清洁、稳定的基础能源，其潜力与地球深部热流紧密相关。本章系统性地评估了全球主要裂谷带和活动火山区的深层地热资源潜力。重点分析了深层岩体热物性参数（热导率、比热容）的非均一性对热能提取效率的影响。同时，本章也讨论了在深层地热开采过程中可能面临的工程地质挑战，例如诱发地震风险、深井腐蚀问题，并提出了基于地壳应力场和流体流动模拟的风险规避策略。 结语 本书以严谨的科学态度，整合了地球科学多分支的最新进展，不仅深化了对地球内部复杂系统的认识，更为新一轮全球资源勘探提供了关键的理论支撑和技术指引。它标志着地球深部研究正从描述性认识走向定量化、预测性研究的新阶段。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了一场关于地球的奇妙探索之旅。当我翻开它，立刻被作者那引人入胜的笔触所吸引。那些关于大气层是如何运作、天气系统如何形成、以及气候模式是如何随着时间推移而演变的精彩描述，让我感觉自己仿佛置身于一个巨大的实验室，亲眼见证着地球母亲的呼吸与脉动。书中的案例分析尤其让我印象深刻，它们将抽象的气候理论具象化，让我能更直观地理解那些看似遥不可及的全球性议题。例如，书中对某次历史性飓风的成因和影响的深度剖析，不仅解释了其背后的科学原理，更揭示了人类活动与自然力量之间错综复杂的互动关系。我特别欣赏作者在解释复杂概念时所展现出的清晰和逻辑性，即便是像“能量平衡”或“温室效应”这样听起来就颇有挑战性的术语，也被梳理得井井有条，易于理解。此外，书中穿插的许多精彩图片和图表，更是如虎添翼，它们用视觉语言强化了文本的表达，让我得以在第一时间抓住核心信息。每一次阅读，都感觉像是在为我的地球科学知识库注入了新的活力，让我对我们所居住的星球有了更深层次的认识和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

从这本书中，我获得了一种前所未有的对地球系统整体性的深刻理解。它不仅仅是关于大气，更是一种对地球各个圈层之间相互关联、相互作用的宏大叙事。作者巧妙地将地质学、海洋学、生物学甚至社会科学的视角融入到大气科学的研究中，构建了一个极其丰富和多维度的分析框架。我尤其被书中关于“地球系统模型”的介绍所吸引，它如同一个精密的数字模拟器，能够让我们窥探不同因素如何共同塑造地球的气候，并预测未来的变化趋势。这种建模方法，让我看到了科学研究的强大力量，它不仅能解释过去，更能指引未来。书中的案例研究，从冰川融化到海平面上升，再到极端天气事件的频率增加，都清晰地描绘了气候变化对地球生态系统和人类社会带来的严峻挑战。我开始更加关注那些隐藏在数据和图表背后的真实影响，例如，某个区域的农业将如何受到干旱的影响，沿海城市将面临怎样的威胁。这种对全局的洞察，促使我开始反思自身行为对地球的潜在影响，并思考如何在日常生活中做出更负责任的选择。这本书让我看到了科学的深度，也看到了它的紧迫性。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己像是接受了一次关于地球未来的“思想洗礼”。它以一种令人警醒却又不失希望的基调，探讨了大气科学和全球气候变化研究的最前沿进展。书中对未来气候情景的预测，虽然带有不确定性，但却充满了科学的依据和严谨的逻辑。我尤其关注了书中关于“减缓和适应气候变化”的策略部分。作者详细介绍了目前正在探索和实施的各种技术和政策，从可再生能源的开发到碳捕获和储存技术，再到城市规划和农业实践的调整。这些内容让我看到了人类应对挑战的智慧和决心。我印象深刻的是，作者并没有仅仅停留在问题的陈述上，而是积极地为可能的解决方案提供科学性的支持和分析。他通过大量的案例和数据，展示了不同策略的潜力和局限性，以及它们可能带来的长远影响。这种既有批判性又有建设性的讨论，让我对未来的发展充满了思考。这本书让我看到了科学的力量，它不仅能揭示问题，更能引导我们寻找解决之道，并在不确定性中寻找前进的方向，这是一种非常宝贵的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的最直接感受，是知识的更新和视野的拓展。它并非一本简单的科普读物，而是真正意义上将我们带到了大气科学和全球气候变化研究的最前沿。我被书中介绍的那些最新的研究方法、理论模型和观测技术所深深吸引。例如，关于“人工智能在气候预测中的应用”的章节，让我看到了科技如何赋能传统的科学研究，为我们带来了更强大、更精准的分析工具。书中对“极端天气事件的归因研究”的阐述，也让我对这些突发事件的理解上升到了一个新的高度。我了解到，科学家们现在已经能够更精确地判断某一次极端天气事件在多大程度上是由于人为引起的气候变化所导致的。这种能力，对于我们制定有效的应对策略至关重要。我特别欣赏书中对“跨学科合作”的强调，它说明了解决复杂的气候问题需要不同领域科学家们的共同努力。这种多元化的视角和方法，为我们提供了更全面的解决方案。这本书让我看到了科学的活力和进取精神，它不断地在突破界限，探索未知，并为人类的未来贡献着宝贵的智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，就像是在和一位经验丰富的科学家进行一场深入的对话。我能感受到作者在学术研究上的深厚造诣，以及他将复杂前沿科学知识转化为大众易于理解的语言的卓越能力。书中对于“气候变化的不确定性”的讨论，非常坦诚和严谨。作者并没有回避科学研究中存在的挑战和尚未解决的难题，而是清晰地解释了科学家们是如何在不确定性中进行研究、如何评估风险、以及如何不断 refining 他们的模型和预测。这种开放和诚实的态度，反而让我对科学研究的过程和结果更加信任。我特别喜欢书中关于“研究方法论”的章节，它让我了解了科学家们是如何设计实验、收集数据、分析结果，并最终形成科学结论的。这不仅仅是知识的传递，更是一种科学思维的启迪。当我读到关于“气候变化的反馈机制”的阐述时，我被这种精妙而复杂的自然规律所震撼。它让我意识到，地球的气候系统比我想象的更加敏感和微妙。这本书为我打开了科学研究的“后台”，让我看到了那些光鲜的研究成果背后，是无数的探索、验证和修正。

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好评，十个字，十个字。

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很不错的书～还没看，希望能学起来

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很具有参考价值

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