环境物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 环境物理学
• 大气物理
• 环境科学
• 物理学
• 气象学
• 污染控制
• 气候变化
• 地球物理
• 环境监测
• 生态物理

　　为提高全民环境意识，普及环境科学基本知识，本社乃邀集环境科学方面的专家学者编辑「环境科学基本知识」，这套包括：环境化学、环境生物学、环境地学、环境工程学、环境医学等六册，各册皆对各该学科的基础理论、基本附有图表以加深对内容的了解，力求做到深入浅出。

　　本丛书可供环境保护单位之技术管理人员和各级主管阅读，亦可供从事环保工作之科技人员与大专院校环保专业师生之参考。

好的，这是一本关于气候建模与数据科学的专业著作的详细简介，完全不涉及环境物理学的主题。 --- 气候建模与数据科学：原理、实践与前沿应用 作者： [虚构的专家姓名，例如：艾伦·J·霍夫曼, 玛丽亚·S·科瓦奇] 出版社： [虚构的专业出版社名称，例如：地球系统科学出版社] 内容简介：洞察未来气候的数字蓝图 本书是面向大气科学、地球系统科学、计算机科学以及环境政策制定者的权威性专业教材与参考手册。它系统性地梳理了现代气候建模的理论基础、计算实现方法，并深入探讨了如何运用尖端数据科学技术（如机器学习和高维统计分析）来提升气候预测的准确性、减少模型不确定性，并有效解释复杂的地球系统反馈机制。 在气候变化日益紧迫的今天，对未来情景的准确、可靠预测已成为全球治理的关键支柱。本书正是为了填补理论物理基础与前沿计算技术之间鸿沟而精心编撰，旨在为读者提供一套完整、实用的工具箱，用以构建、运行、验证和解释下一代地球系统模型（ESMs）。 第一部分：气候模型的数学基础与架构（Foundations of Climate Model Construction） 本部分奠定了理解现代气候模型所需的理论和计算基石。 第一章：地球系统的多尺度动力学 深入探讨控制大气、海洋、冰冻圈和生物地球化学循环的核心物理定律。重点分析了从微观湍流到宏观环流的尺度依赖性问题，以及如何在有限分辨率的计算网格上，对亚网格过程（如云的形成、对流和海洋混合）进行参数化（Parameterization）。本章详细介绍了Navier-Stokes方程在球体上的具体应用，以及如何通过正则化和滤波技术适应地球的边界条件。 第二章：数值方法与计算效率 气候模型本质上是庞大的偏微分方程组的数值求解器。本章详尽阐述了用于求解流体动力学方程的数值积分方案，包括有限差分法（Finite Difference）、有限体积法（Finite Volume）和谱方法（Spectral Methods）的优缺点及其在不同气候模块中的应用。特别关注了时间步进策略（如显式、隐式和混合方法）的选择对模型稳定性和计算成本的影响。此外，还涵盖了利用高性能计算（HPC）架构，如GPU和并行处理（MPI/OpenMP），优化模型运行效率的关键技术。 第三章：关键模块的物理闭合与耦合 详细分析了全球气候模型（GCMs）和地球系统模型（ESMs）中各个关键子系统（大气、海洋、陆面和冰雪）的数学描述。例如，在海洋模块中，重点剖析了垂直混合方案（如K-Profile Parametrization）和边界层过程的处理。在辐射传输模块中，则深入探讨了光谱处理的精度要求以及与气溶胶和温室气体浓度的相互作用的数学框架。本章的重点在于如何实现这些异构模块之间无缝且守恒的能量和物质交换。 第二部分：数据科学与不确定性量化（Data Science and Uncertainty Quantification） 现代气候研究已进入大数据时代。本部分聚焦于如何利用先进的数据科学工具来管理、解释模型输出，并量化预测中的固有不确定性。 第四章：高维气候数据的管理与预处理 气候模型产生PB级别的数据集，涉及时间序列、空间网格和多变量耦合。本章介绍了NetCDF、Zarr等专业数据格式的深度应用，并讨论了高效的数据索引、子集提取和再格点技术。重点介绍了用于异常检测和数据同化的先进时间序列分析方法，如经验正交函数（EOF）分析和经验模态分解（EMD）。 第五章：机器学习在气候预测中的应用 本书系统地介绍了深度学习技术在气候科学中的突破性应用。涵盖了卷积神经网络（CNN）用于识别天气系统特征（如大气河流和阻塞高压）、循环神经网络（RNN/LSTM）用于长期时间序列预测，以及图神经网络（GNN）用于模拟复杂的大尺度环流网络。特别强调了可解释性AI（XAI）在揭示模型内部决策机制中的作用，避免“黑箱”问题。 第六章：模型验证、校准与不确定性量化（UQ） 这是本书的难点与核心之一。我们详细阐述了基于贝叶斯方法的模型校准流程，如何利用观测数据约束模型参数空间。重点介绍了蒙特卡洛（Monte Carlo）方法、马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）以及更先进的渐近混合蒙特卡洛（AMMC）在评估多模型集合（Multi-Model Ensembles）中的表现和系统性偏差。本章还引入了敏感性分析（Sensitivity Analysis）技术，用以确定哪些模型输入或参数对最终预测结果的影响最大。 第三部分：前沿课题与未来方向（Frontiers and Future Directions） 本部分展望了气候建模领域正在探索的尖端研究方向，为下一代研究人员指明了方向。 第七章：临界点（Tipping Points）的早期预警系统 本书探讨了如何利用系统动力学和复杂性理论（如分支理论）来识别地球系统潜在的不可逆转的变化点（如大西洋经向翻转环流AMOC的减弱）。重点介绍了基于时间序列数据进行“先兆信号”（Leading Indicators）检测的统计方法，以及如何将这些分析结果集成到实时监测框架中。 第八章：边缘计算与混合模拟 面对日益增加的物理复杂性和更高的分辨率需求，本书探讨了将云解析模型（Cloud-Resolving Models）与低分辨率全球模型结合的“嵌套”或“混合”模拟策略。讨论了如何利用量子计算或类脑计算的初步概念来加速某些特定的、计算瓶颈最大的物理过程的模拟。 第九章：气候服务与决策支持系统 本书最后一部分将重点转向应用：如何将复杂的模型输出转化为可操作的政策信息。介绍了降尺度技术（Downscaling），特别是统计降尺度和动态降尺度的最新进展，以提供区域尺度的气候影响评估。同时，探讨了建立交互式、高保真度的“数字孪生地球”平台，以支持区域适应性规划和风险评估。 --- 目标读者 本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数基础，以及对经典物理学（热力学、流体力学）的基本理解。它尤其适合： 1. 气候和气象研究生：作为核心课程的教材，提供从基础方程到最新计算方法的完整视图。 2. 数据科学家和软件工程师：希望将专业技能应用于地球系统模拟和大规模数据分析的专业人士。 3. 环境政策分析师：需要深入理解模型预测基础和不确定性来源，以便进行科学决策的政府和非政府组织成员。 本书的独特之处在于其对计算科学、统计物理与现代数据挖掘技术的无缝整合，确保读者不仅理解“模型是什么”，更能掌握“如何构建和信任”下一代的气候预测工具。

• 前言
• 编辑者言
• 第一章：环境物理学概述
• 第二章：环境声学
• 第三章：环境振动学
• 第四章：环境光学
• 第五章：环境热学
• 第六章：环境电磁学
• 第七章：环境物理学的进展和展望

　　环境物理学包含环境声学、环境振动学、环境光学、环境热学、环境电磁学等。其研究目的是为人们创造一个适宜于生活和工作的物理环境。由于各学科发展的不平衡，环境物理学各个分支学科的内容相差甚为悬殊。因此以分支学科分章的内容非常不平衡。本书採用按大类列出了各章的名称，但各节的内容力求在维持全书系统性的同时，保持了相对的独立性，并使各节的材料相对地保持平衡。因此也可以供不同要求的读者直接选择其中一节来阅读。

　　防治物理环境污染是经济建设中需要认真解决的问题。本书就是为了介绍这方面的基本科学知识而编写的。内容的取舍是以物理环境的污染和防治以及创造舒适的物理环境为基点；讨论主要局限于小环境，即人们周围的物理环境。但是全书力求系统地包含环境的物理学的全部基础内容和最新科技。所以本书不但是一本新技术的书籍，而且还是一本浓缩的知识性手册。读者对象是环境保护系统中的中级技术管理人员，也可以供从事环境保护工作的科技人员和大专院校的有关专业的师生参考。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对我们生活的这个星球，以及它表象之下那些看不见的“运作机制”都充满了浓厚的好奇心。这本《环境物理学》就像是一本揭示宇宙秘密的宝典，它用一种令人着迷的方式，将复杂的物理学原理与我们身边最熟悉的环境现象巧妙地结合在一起。作者的文字功底非常深厚，能够把非常枯燥的科学概念，讲得如同故事一般引人入胜，让我在阅读过程中，完全沉浸其中，忘记了时间的流逝。 我尤其喜欢书中关于气候变化和大气物理的部分。它不仅阐述了温室效应的原理，还详细分析了不同温室气体在大气中的停留时间、吸收光谱以及它们对全球能量平衡的影响。书中还通过大量的图表和数据，展示了近百年来全球平均气温的变化趋势，以及由此带来的海平面上升、极端天气事件频发等现象。这让我对气候变化的紧迫性有了更直观、更深刻的认识，也理解了科学家们为何如此担忧。 书中关于声学和光学在环境中的应用，也让我大开眼界。我从未想过，声音和光，这些我们每天都会接触到的事物，竟然与环境的形成和演变有着如此密切的联系。它解释了为什么我们会听到不同方向传来的回声，为什么在山区或空旷地带，声音的传播会有所不同。同时，它也阐述了光照强度、光谱组成等因素，如何影响植物的光合作用、动物的昼夜节律，甚至人体的生理健康。这些知识让我觉得，整个世界都充满了有趣的物理学奥秘。 这本书也让我认识到，人类的活动，无论是有意还是无意，都在以各种方式改变着地球的物理环境。比如，建筑物的设计、城市规划，甚至我们日常使用的交通工具，都与物理学息息相关，并对空气流动、热量散布产生影响。书中并没有简单地批判人类活动，而是通过科学的分析，展示了这些活动可能带来的环境后果，以及如何通过更科学的设计和技术，来减少负面影响。这是一种非常负责任和建设性的态度。 总的来说，《环境物理学》这本书，是我近几年来读到过最能启发思考、最有价值的一本科普读物。它不仅拓宽了我的视野，提升了我对自然科学的理解，更重要的是，它让我以一种全新的视角去审视我们所处的这个世界，并对环境保护的重要性有了更深刻的体悟。我强烈推荐这本书给所有对科学、对环境感兴趣的朋友们，相信它一定会带给你意想不到的惊喜。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一场奇妙的物理学探险之旅！我一直对我们脚下的这片土地，以及天空中的云层、海面的波涛，还有那无处不在的风，都充满了好奇，总想着能弄明白它们背后的运作原理。这本《环境物理学》就像一位充满智慧的向导，用一种我从未体验过的方式，将我带入了环境物理学的奇幻世界。它没有那些令人望而生畏的复杂公式，而是用一种非常直观、生动的方式，将抽象的物理概念形象化。 书中关于热力学在环境中的应用，是让我最印象深刻的部分之一。它解释了为什么夏天会热，冬天会冷，不仅仅是简单的“太阳晒”，而是深入分析了太阳辐射的能量如何被地球吸收和反射，以及大气层如何起到保温作用。它还探讨了水循环中的能量转化，比如水蒸发时需要吸收热量，凝结成云雨时又会释放热量，这些过程是如何驱动着地球的天气系统。读到这里，我感觉自己以前对天气变化的理解，变得立体而生动。 书中对于污染物扩散和迁移的详细论述，也让我对环境保护有了更深层次的认识。它不仅仅是告诉你“空气污染有害”，而是从物理学的角度，解释了不同类型的污染物（如颗粒物、气体污染物）是如何在大气中传播、扩散，并最终沉降到地面或水体中的。它还分析了风向、地形、气压等多种物理因素对污染物分布的影响，这让我明白了为什么有些地方的空气质量会特别糟糕。这种基于科学原理的分析，让我对环保问题有了更理性、更客观的认知。 这本书的另一个亮点在于，它能够将复杂的物理现象与我们日常生活紧密联系起来。比如，它会解释为什么沿海地区的气温变化会比内陆地区缓和，那是因为水的比热容大，能够储存和释放更多的热量。它还会分析为什么高楼大厦之间会形成“风道”，导致风力增强。这些贴近生活的例子，让我觉得物理学不再是实验室里的摆设，而是实实在在地存在于我们周围。 总而言之，《环境物理学》这本书，给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种全新的思维方式。它让我学会用物理学的眼光去观察世界，去理解那些曾经让我感到神秘的自然现象。它不仅仅是一本书，更像是一位良师益友，引导我不断探索，不断学习。我非常愿意将这本书推荐给每一个对我们的地球家园充满好奇，并愿意为之付出努力的人。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，我们所处的这个世界，其实是个巨大的、精密的物理仪器，所有的现象，从微小的粒子碰撞到浩瀚的星系运转，背后都有一套严谨的物理规律在支撑。但有时候，这些规律太抽象，太难以捉摸了。这本《环境物理学》就恰好填补了我在这方面的知识空白。它不像我之前读过的很多物理学教材那样，上来就是一堆公式推导，让人望而却步。作者的叙述方式非常平易近人，就像是在跟我这位朋友聊天，一步步地引导我进入物理学的世界。 书中对于一些我们日常生活中经常会遇到的环境现象，给出了非常精彩的解释。比如，为什么我们夏天吹电扇会感觉凉快？书中就从空气的流动、蒸发吸热等方面进行了深入的剖析，让我恍然大悟，原来物理学就在我们身边。还有关于噪音污染的部分，也让我大开眼界。我一直以为噪音就是声音大一点而已，但书中却详细介绍了声波的传播、衍射、干涉等原理，以及不同频率和强度的声音对人体健康可能造成的长期影响。这让我开始重新审视身边的各种声音，对“宁静”有了更深刻的理解。 这本书的一个突出优点在于，它能够将宏观的环境现象和微观的物理原理巧妙地联系起来。比如，在讨论大气层结构时，它不仅讲述了对流层、平流层等概念，还解释了这些层次中物理性质（如温度、密度、压力）的变化如何影响天气现象的形成。它还花了相当大的篇幅来解释光与物质的相互作用，比如为什么天空是蓝色的，日出日落时天空会呈现出不同的色彩，这些都离不开瑞利散射等物理学的解释。读到这里，我感觉自己以前看到的很多景象，都有了科学的依据。 这本书还让我开始思考，人类活动是如何改变这些原本的物理平衡的。比如，工业排放的废气是如何在大气中扩散和停留的，温室效应的加剧是如何影响全球能量平衡的，甚至连我们使用的各种材料，它们的光学、热学、力学性质，都对环境有着潜移默化的影响。书中没有回避这些令人不安的现实，但它提供的分析是基于扎实的物理学知识，这使得我们能够更理性地认识这些问题，而不是仅仅停留在情绪化的层面。 我非常欣赏这本书的结构和逻辑。作者并没有把所有知识点一股脑地抛出来，而是层层递进，从基础概念到复杂应用，循序渐进。每个章节都像是为我打开了一个新的视角，让我能够从不同的角度去理解我们所处的环境。读完这本书，我感觉自己不再是被动地接受环境的变化，而是能够更主动地去观察、去理解、去思考。它让我相信，科学的力量可以帮助我们更好地应对环境挑战。

评分☆☆☆☆☆

我一直对我们生活的这个地球，以及它所经历的各种自然现象充满好奇，总想弄明白它们背后的原因。这本书《环境物理学》可以说是满足了我长久以来的求知欲。《环境物理学》这本书，与其说是一本教科书，不如说是一位经验丰富的向导，带领我穿梭于物理学的奇妙世界，去探索我们赖以生存的地球。作者的笔触非常细腻，能够将那些看似高深莫测的物理概念，转化为生动形象的比喻和图景。 书中对我触动最大的部分，是关于能量的转化和守恒原理在环境中的应用。它不只是讲了能量的“是什么”，更深入地探讨了能量是如何在地球系统中流转的。比如，太阳能是如何被植物吸收转化为化学能，最终又通过食物链传递；化石燃料燃烧释放的能量是如何改变大气成分，从而影响气候的。书中还详细解释了不同形式的能量（如热能、动能、辐射能）是如何相互转化的，以及这些转化过程中必然伴随的能量损耗，这让我对“能源危机”有了更深层次的理解。 特别精彩的是，书中关于流体力学在环境问题中的应用。我以前总以为水只是水，风只是风，但这本书让我明白了，流体的运动本身就遵循着复杂的物理规律。它解释了为什么洪水会形成，为什么会有洋流和大气环流，甚至连我们呼吸的空气，其流动状态也影响着污染物的扩散。作者还用了很多图表和模型，清晰地展示了这些流体运动的动态过程，让我感觉自己仿佛置身其中，亲眼见证了这些大自然的奇迹。 这本书也让我开始反思，人类的活动，无论是工业生产还是日常生活，都不可避免地会对环境的物理状态产生影响。比如，城市的热岛效应，书中就用物理学原理解释了建筑物材料吸热、排放热量以及空气流动受阻等因素是如何导致城市气温高于周边郊区的。它还讨论了不同类型污染物在大气和水体中的扩散和迁移，以及它们如何与环境发生物理和化学反应。读到这里，我深切感受到，我们每个人都在参与改变着这个地球的物理环境。 总的来说，《环境物理学》这本书给我的感受是：它既有学术的深度，又不失科普的广度。它帮助我构建了一个关于环境的物理学知识框架，让我能够更系统、更全面地理解我们身处的这个世界。它不仅解答了我很多曾经的疑问，更重要的是，它激发了我进一步探索和学习的兴趣。这本书的价值在于，它让我们从物理学的角度，去重新认识和审视我们与自然的关系，并思考如何才能实现更可持续的发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我大开眼界！从小就对大自然充满了好奇，特别是那些我们习以为常的环境现象，比如风是怎么吹的、雨是怎么下的，夏天为什么会热冬天为什么会冷，这些背后似乎都藏着什么规律。拿到《环境物理学》这本书，我本以为会是一本非常艰深、充满公式的学术著作，读起来会很吃力。没想到，作者用一种非常生动有趣的方式，把这些复杂的物理概念都解释得浅显易懂。 书中不只是枯燥的理论，还穿插了大量的实际案例。比如，它会解释为什么海边的温差会比内陆小，那是海风和水热容量的功劳；还会讲到温室效应，不仅仅是简单地说二氧化碳会让地球变暖，而是细致地分析了不同温室气体如何吸收和释放红外线，以及它们在大气中的循环过程。我最喜欢的是关于空气动力学的部分，作者用了很多生活化的例子，比如飞机起飞的原理、风力发电机的叶片设计，甚至还讲到了为什么有些鸟儿可以滑翔那么久，真的让我觉得物理学离我们生活这么近。 最让我惊喜的是，这本书并没有止步于解释“为什么”，而是进一步探讨了“如何”。它讨论了人类活动对环境产生的各种物理影响，比如能源消耗、污染物扩散、气候变化带来的极端天气等等。但它并没有让人感到绝望，反而提供了一些基于物理学原理的解决方案和思考方向。例如，在讨论可再生能源时，书中详细介绍了太阳能、风能、地质能的发电原理、效率以及在不同地理环境下的适用性。读到这里，我感觉自己不再是被动地接受环境变化，而是多了一份理解和应对的信心。 这本书也让我对很多曾经不理解的现象有了新的认识。比如，我一直很好奇为什么城市里的空气污染会比郊区严重，书中关于大气环流、污染物沉降和扩散的章节，给出了非常详细的解释，让我明白了地形、建筑高度、风向等多种因素是如何影响空气质量的。它还涉及了一些关于水文物理的内容，比如河流的侵蚀作用、地下水的运动，这些都让我对我们脚下这片土地有了更深的敬畏。 总的来说，《环境物理学》这本书的价值远不止于书本上的知识。它更像是一把钥匙，帮助我打开了一扇认识我们生存环境的窗户。我学会了用物理学的视角去观察和思考周围的世界，去理解那些看似神秘的自然现象背后的科学原理。这本书不仅提升了我的科学素养，也让我更加关注环境问题，并愿意从自己做起，为保护我们共同的地球贡献一份力量。我非常推荐这本书给所有对自然科学感兴趣，或者对我们所处环境的未来感到担忧的朋友们。