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大气科学导论
本书是大气科学领域“101计划”核心教材。
本书旨在系统阐述大气科学的基本概念、核心理论与主要方法，帮助学生构建完整的学科知识框架，并深入理解大气科学的学科价值。
全书首先回顾大气科学的发展脉络与人类对天气现象的早期认知（第一、二章）；进而介绍大气探测技术的演进（第三章），为理解大气状态提供方法论基础；随后分章阐述大气中的物理、动力与化学过程（第四、五、六章），深入剖析大气现象的内在机制；接着介绍大气环流与天气系统（第七章），从宏观尺度揭示大气运动的组织规律；之后引入数值预报与地球系统模式（第八章），展现现代大气科学的核心技术手段；最后探讨气候系统与气候变化（第九章），引导学生关注当前人类面临的重大全球性环境议题。
本书可作为高等学校大气科学专业本科生教材，也可供地理类、环境类专业读者参考。
作者：
黄建平 刘玉芝 张国龙 编著
定价：
66.00 元
出版时间：
2026-07-16
ISBN：
978-7-04-066823-0
物料号：
66823-00
读者对象：
高等教育
一级分类：
大气科学/海洋科学与地球物理学类
重点项目：
基础学科系列“101计划”教材
版面字数：
440.00千字
开本：
16开
装帧形式：
平装
页数：
296
最新印次时间：
2026年07月
- 目录
- 前辅文
- 第一章 绪论
- 第一节 大气科学的发展历程
- 一、学科知识的积累期
- 二、大气科学的建立期
- 三、主要分支形成期
- 四、迅速发展期
- 五、大气科学的人工智能时代
- 一、学科知识的积累期
- 第二节 地球大气的形成与演化
- 一、地球大气的形成与演化
- 二、地球大气特征
- 三、大气层结
- 一、地球大气的形成与演化
- 第三节 大气科学的研究内容与研究方法
- 一、大气科学的研究内容
- 二、大气科学的研究方法
- 三、学科的交叉融合
- 一、大气科学的研究内容
- 第四节 大气科学的主要分支学科
- 一、大气探测学
- 二、大气物理学
- 三、天气学
- 四、大气动力学
- 五、气候学
- 六、大气化学
- 七、大气环境学
- 一、大气探测学
- 第五节 大气科学的主要应用
- 一、在防灾减灾中的作用
- 二、在环境保护中的作用
- 三、在现代交通运输上的作用
- 四、大气科学的专业服务方向
- 一、在防灾减灾中的作用
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气科学的发展历程
- 第二章 大气中的常见现象
- 第一节 人类对大气现象的认知历程
- 一、经验和直觉期
- 二、定性向定量转变期
- 三、定量分析期
- 四、系统认知期
- 一、经验和直觉期
- 第二节 大气中的云
- 一、云的定义及形成条件
- 二、不同类型云的形成条件
- 三、云的分类
- 四、不同云属的特征
- 一、云的定义及形成条件
- 第三节 大气中的声学现象
- 一、大气声学的定义和发展历程
- 二、大气声波的基本性质及传输规律
- 三、大气声学原理在技术领域的应用
- 一、大气声学的定义和发展历程
- 第四节 大气中的光学现象
- 一、大气光学的定义及发展历程
- 二、大气中的光学现象之七色彩虹
- 三、大气中的光学现象之宝光异彩
- 四、大气中的光学现象之海市蜃楼
- 一、大气光学的定义及发展历程
- 第五节 大气中的电学现象
- 一、大气电学的定义
- 二、大气中的电学现象之电闪雷鸣
- 三、大气中的电学现象之雷暴
- 一、大气电学的定义
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 人类对大气现象的认知历程
- 第三章 地球大气的探测
- 第一节 大气探测的发展历程
- 一、大气探测探索期
- 二、地面探测发展期
- 三、高空探测发展期
- 四、地基遥感发展期
- 五、卫星遥感发展期
- 一、大气探测探索期
- 第二节 常规气象探测
- 一、温度观测
- 二、湿度观测
- 三、压强观测
- 四、风向风速观测
- 五、云和降水的观测
- 六、其他气象要素的观测
- 一、温度观测
- 第三节 地基遥感探测
- 一、天气雷达
- 二、激光雷达
- 三、风廓线雷达
- 四、微波辐射计
- 一、天气雷达
- 第四节 飞机探测
- 一、飞机探测的定义及要素
- 二、飞机探测资料的应用
- 三、无人机探测
- 一、飞机探测的定义及要素
- 第五节 卫星探测
- 一、卫星遥感的基本原理
- 二、常见的卫星及探测仪器
- 三、气象卫星的接收系统和数据处理流程
- 四、卫星资料在各个领域的应用
- 一、卫星遥感的基本原理
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气探测的发展历程
- 第四章 大气中的物理过程
- 第一节 大气物理学的发展历程
- 一、大气物理学的早期探索期
- 二、大气物理学的萌芽期
- 三、大气物理学的形成期
- 四、大气物理学的发展期
- 一、大气物理学的早期探索期
- 第二节 大气中的辐射过程
- 一、辐射相关的基本概念和规律
- 二、太阳短波辐射及在大气中的传输
- 三、长波辐射及其在大气中的传输
- 四、地-气系统的辐射收支
- 一、辐射相关的基本概念和规律
- 第三节 大气中的热力过程
- 一、大气热力学基本规律
- 二、大气中的能量
- 三、大气中的主要热力过程
- 四、大气静力稳定度
- 一、大气热力学基本规律
- 第四节 云降水物理过程
- 一、暖云微物理过程
- 二、冷云微物理过程
- 三、降水的形成过程
- 一、暖云微物理过程
- 第五节 大气边界层物理过程
- 一、大气边界层的概念和特征
- 二、大气边界层的结构和分类
- 三、大气边界层物理的应用
- 一、大气边界层的概念和特征
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气物理学的发展历程
- 第五章 大气中的动力过程
- 第一节 大气动力学的发展历程
- 一、大气动力学的萌芽期
- 二、大气动力学的建立期
- 三、大气动力学的发展期
- 四、大气动力学的融合发展期
- 一、大气动力学的萌芽期
- 第二节 大气运动的时间和空间尺度
- 一、大气运动的基本特征
- 二、不同尺度的大气运动
- 三、常见的量纲为1的参数
- 一、大气运动的基本特征
- 第三节 大气中的基本动力平衡关系
- 一、静力平衡和大气分层
- 二、自由大气中的平衡运动
- 三、近地面层和上部边界层大气中的平衡运动
- 一、静力平衡和大气分层
- 第四节 大气运动的基本过程
- 一、地转适应过程
- 二、旋转适应过程
- 三、热带大气运动
- 一、地转适应过程
- 第五节 大气中的波动
- 一、基本概念
- 二、声波
- 三、大气重力波
- 四、惯性波
- 五、罗斯贝波
- 六、罗斯贝-重力混合波
- 七、开尔文波
- 一、基本概念
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气动力学的发展历程
- 第六章 大气中的化学过程
- 第一节 大气化学的发展历程
- 一、大气化学的萌芽期
- 二、大气化学的实验期
- 三、大气化学的建立期
- 四、大气化学的发展期
- 一、大气化学的萌芽期
- 第二节 地球大气成分
- 一、地球大气的组成
- 二、大气成分的源
- 三、大气成分的长距离传输
- 四、大气成分的汇
- 一、地球大气的组成
- 第三节 气溶胶与大气污染
- 一、气溶胶特性参数
- 二、大气污染
- 三、大气污染的危害
- 一、气溶胶特性参数
- 第四节 平流层化学过程
- 一、平流层中臭氧层
- 二、臭氧空洞
- 三、平流层气溶胶和其他微量成分
- 一、平流层中臭氧层
- 第五节 生物地球化学循环
- 一、碳循环
- 二、硫循环
- 三、氮循环
- 四、氧循环
- 一、碳循环
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气化学的发展历程
- 第七章 大气环流与天气系统
- 第一节 天气学的发展历程
- 一、天气学的萌芽期
- 二、天气学的形成期
- 三、天气学的发展期
- 四、天气学的融合发展期
- 一、天气学的萌芽期
- 第二节 大气环流与中小尺度天气系统
- 一、大气环流的基本特征
- 二、中小尺度天气系统
- 一、大气环流的基本特征
- 第三节 温带气旋和反气旋
- 一、温带气旋
- 二、温带反气旋
- 一、温带气旋
- 第四节 热带气旋
- 一、热带气旋的形成条件和机制
- 二、热带气旋的影响及预报
- 三、台风
- 一、热带气旋的形成条件和机制
- 第五节 季风与梅雨
- 一、季风的定义及形成机制
- 二、梅雨
- 一、季风的定义及形成机制
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 天气学的发展历程
- 第八章 数值预报与地球系统模式
- 第一节 大气数值模式的发展历程
- 一、数值模式萌芽期
- 二、动力模式发展期
- 三、大气环流模式发展期
- 四、耦合模式发展期
- 五、动力-人工智能融合发展期
- 一、数值模式萌芽期
- 第二节 数值预报的基本原理
- 一、数值模式动力框架
- 二、模式物理过程参数化
- 三、数值模式建立的基本步骤
- 一、数值模式动力框架
- 第三节 数值天气预报模式
- 一、数值天气预报模式的分类
- 二、主要的数值天气预报模式
- 三、数值天气预报模式的未来发展
- 一、数值天气预报模式的分类
- 第四节 气候系统模式和地球系统模式
- 一、气候系统模式
- 二、地球系统模式
- 一、气候系统模式
- 第五节 人工智能模型
- 一、人工智能模型的发展历程
- 二、人工智能在数值预报中的优势和局限
- 三、数值模式和人工智能的融合
- 四、人工智能模型的发展趋势
- 一、人工智能模型的发展历程
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 大气数值模式的发展历程
- 第九章 气候系统与气候变化
- 第一节 气候学的发展历程
- 一、气候知识积累期
- 二、气候学建立期
- 三、气候学发展期
- 四、气候系统科学形成期
- 五、气候治理期
- 一、气候知识积累期
- 第二节 气候的形成和演变
- 一、气候的形成
- 二、气候分布特征
- 三、历史气候变化
- 一、气候的形成
- 第三节 气候系统与气候变化
- 一、气候系统的组成
- 二、大气环流和海洋环流
- 三、碳循环与气候系统
- 四、氧循环与气候系统
- 五、现代气候变化机制
- 一、气候系统的组成
- 第四节 人类活动对气候系统的影响
- 一、人类活动与气候变化
- 二、温室气体
- 三、温室效应
- 四、气候变化研究的里程碑
- 五、气候变化的科学证据
- 一、人类活动与气候变化
- 第五节 气候变化的适应与应对
- 一、气候变化的影响
- 二、适应与应对
- 三、国际气候谈判与行动
- 四、碳达峰和碳中和
- 一、气候变化的影响
- 复习思考题
- 参考文献
- 第一节 气候学的发展历程
- 前辅文
