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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:
2026-07-13

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:
暂无

版面字数:
440.00千字

开本:
16开

装帧形式:
平装

版次:
1

最新版次
印刷时间:
2026年
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 第三节 温带气旋和反气旋
      • 一、温带气旋
      • 二、温带反气旋
    • 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
    • 第五节 季风与梅雨
      • 一、季风的定义及形成机制
      • 二、梅雨
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献
  • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 复习思考题
    • 参考文献