《气象学与生活（原书第12版）》 - [美]Frederick K. Lutgens[弗雷德里克 - 电子工业出版社 - 香港大書城

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『簡體書』气象学与生活（原书第12版）

書城自編碼： 2901534
分類：簡體書→大陸圖書→自然科學→地球科学
作者： [美]Frederick K. Lutgens[弗雷德里克
國際書號(ISBN)： 9787121299209
出版社：电子工业出版社
出版日期： 2016-09-01
版次： 1 印次： 1
頁數/字數： 392/
書度/開本： 16开釘裝：平塑勒

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編輯推薦：

本书从科学探索的角度和物理学原理出发，详细介绍了气象学的基本概念和原理，包括：地球主要组成圈层、大气组成、物理性质、空间结构、要素变化；大气运动各种过程的物理原因；地球上各种天气和气候现象、形形色色的云和降水的形成原因；气压和风、气团、气旋和锋面天气的形成；强对流、雷暴、龙卷风和飓风（台风）等灾害性天气；人工影响天气的各种途径、天气分析和预报的方法、卫星在天气预报中的应用；空气污染及其原因；气候变化与气候系统、人类对全球气候的影响、全球变暖的可能后果、世界气候和气候分类及大气中各种奇特的光学现象和形成的原理等。
本书内容丰富、概念清楚、深入浅出、图文并茂。可以作为对气象学感兴趣的人们学习了解大气变化奥秘的入门读物，也可作为高等院校非大气科学专业学生的通识课程参考教材，并可供气象学相关专业人员作为参考书和工具书。

內容簡介：

本书从科学探索的角度和物理学原理出发，详细介绍了气象学的基本概念和原理，包括：地球主要组成圈层、大气组成、物理性质、空间结构、要素变化；大气运动各种过程的物理原因；地球上各种天气和气候现象、形形色色的云和降水的形成原因；气压和风、气团、气旋和锋面天气的形成；强对流、雷暴、龙卷风和飓风（台风）等灾害性天气；人工影响天气的各种途径、天气分析和预报的方法、卫星在天气预报中的应用；空气污染及其原因；气候变化与气候系统、人类对全球气候的影响、全球变暖的可能后果、世界气候和气候分类及大气中各种奇特的光学现象和形成的原理等。本书内容丰富、概念清楚、深入浅出、图文并茂。可以作为对气象学感兴趣的人们学习了解大气变化奥秘的入门读物，也可作为高等院校非大气科学专业学生的通识课程参考教材，并可供气象学相关专业人员作为参考书和工具书。

關於作者：

陈星，博士，南京大学大气科学学院教授、博士生导师。毕业于南京大学，主要从事气候学和气候变化相关的研究和教学工作。 Fred Lutgens和Ed Tarbuck是伊利诺伊中央学院的退休教授，他们自1970年开始成为好朋友、好同事，有超过60年的地理科学的本科生教学经验，都引各自在教学封面的出色表现获得多种荣誉。他们自1976年开始出版第一本大学教材——地球科学，获得教材与专著作者协会的McGuffy奖。1983年开始，绘图作者Dennis Tasa加入他们的作者团队，三人一起合作了超过25个地理科学方面的教材项目。

第1章大气概述1
1.1 大气——天气和气候2
1.1.1 美国的天气2
1.1.2 气象学、天气和气候2
1.2 大气灾害：来自自然的袭击5
1.3 科学探索的本质7
知识窗1.1 从外空看地球7
1.3.1 假设8
1.3.2 理论8
1.3.3 科学方法8
1.4 地球圈9
1.4.1 地质圈10
1.4.2 大气圈11
1.4.3 水圈11
1.4.4 生物圈12
1.5 地球是一个复杂系统13
1.5.1 地球系统科学13
1.5.2 地球系统14
知识窗1.2 地球的子系统之一的碳循环14
1.6 大气的组成16
1.6.1 大气的主要成分16
知识窗1.3 地球大气的形成与演变17
1.6.2 二氧化碳18
1.6.3 变化的大气成分19
1.7 臭氧减少——一个全球性问题20
1.7.1 南极臭氧洞20
1.7.2 臭氧减少的效应21
1.7.3 蒙特利尔议定书22
1.8 大气层的垂直结构22
1.8.1 气压变化22
1.8.2 温度变化23
1.9 大气成分的垂直变化25
1.9.1 电离层26
1.9.2 极光26
第2章地球表面和大气加热过程27
2.1 日地关系28
2.1.1 地球的运动28
2.1.2 季节是怎样形成的28
2.1.3 地球的朝向30
2.1.4 两至点和两分点31
知识窗2.1 季节变化31
2.2 能量、温度和热量34
2.2.1 能量的形式34
2.2.2 温度35
2.2.3 热量35
2.3 热量传输机制35
2.3.1 传导35
2.3.2 对流36
2.3.3 辐射37
2.3.4 辐射定律38
知识窗2.2 辐射定律38
极端灾害性天气2.1 紫外线指数39
2.4 太阳入射辐射41
2.4.1 反射与散射41
2.4.2 太阳辐射的吸收43
2.5 大气圈中各种气体的作用44
2.5.1 加热大气44
2.5.2 温室效应45
2.6 地球的热量收支46
2.6.1 年能量平衡46
知识窗2.3 太阳能47
2.6.2 热量平衡的纬度分布48
第3章温度49
3.1 气温记录资料50
3.1.1 基本计算方法50
3.1.2 等温线50
3.2 影响气温的因素51
3.2.1 海陆分布52
知识窗3.1 北美最热和最冷的地方54
3.2.2 洋流55
3.2.3 海拔高度56
3.2.4 地理位置57
3.2.5 云量和反照率58
极端灾害性天气3.1 热浪59
3.3 温度的全球分布61
知识窗3.2 纬度与温度较差63
3.4 气温变化的周期64
3.4.1 气温日变化65
知识窗3.3 城市热岛效应：城市是如何影响温度的？66
3.4.2 温度日变化幅度68
3.4.3 温度的年变化68
3.5 气温的测量68
3.5.1 机械式温度计69
3.5.2 电子温度计70
3.5.3 百叶箱70
3.6 温标71
知识窗3.4 气温资料的用途72
3.7 炎热和风寒：人体不舒适指数74
3.7.1 炎热——高温高湿74
3.7.2 风寒——大风降温作用75
第4章水分和大气稳定度76
4.1 大气中水的运动77
4.2 水：独特的物质78
4.3 水的相变79
4.3.1 冰、液态水和水汽79
4.3.2 潜热80
4.3.3 蒸发和凝结80
4.4 湿度：空气中的水汽82
4.5 水汽压与饱和83
4.6 相对湿度85
知识窗4.1 干空气的相对湿度是100%吗？85
4.6.1 相对湿度如何变化？85
知识窗4.2 增湿器和除湿器87
4.6.2 相对湿度的自然变化87
4.7 露点温度88
4.8 如何测量湿度？89
4.9 绝热温度变化90
4.9.1 绝热冷却和凝结90
4.10 空气抬升过程91
4.10.1 地形抬升92
知识窗4.3 降水记录和山地地形92
知识窗4.4 山地效应：迎风坡降水和背风坡无雨带93
4.10.2 锋面楔入94
4.10.3 辐合95
4.10.4 局地对流抬升96
4.11 恶劣天气的起因：大气稳定度96
4.11.1 稳定度类型97
4.11.2 稳定度和每日天气99
4.11.3 稳定度如何变化？100
4.11.4 温度变化和稳定度100
4.11.5 空气垂直运动和稳定度101
第5章凝结和降水类型102
5.1 云的形成103
5.1.1 高空凝结103
5.1.2 云滴的增长103
5.2 云的分类104
5.2.1 高云105
5.2.2 中云105
5.2.3 低云107
5.2.4 垂直发展型云（直展云）107
5.2.5 云的形态变化107
知识窗5.1 飞机航迹和云量108
5.3 雾的类型109
5.3.1 冷却雾109
5.3.2 蒸发雾111
5.4 降水的形成112
知识窗5.2 科学与意外发现113
5.4.1 冷云降水：伯杰龙过程114
5.4.2 暖云降水：碰并过程115
5.5 降水的类型116
5.5.1 雨116
5.5.2 雪118
5.5.3 雨夹雪和冻雨118
5.5.4 冰雹119
5.5.5 雾凇120
极端灾害性天气5.1 最糟糕的冬天120
5.6 降水的观测122
5.6.1 标准雨量计122
5.6.2 降雪测量122
5.6.3 天气雷达测量降水123
5.7 人工影响天气124
5.7.1 人工增雨（雪）124
5.7.2 人工驱云消雾125
5.7.3 人工消雹126
5.7.4 预防霜冻127
第6章气压和风129
6.1 风和气压130
6.2 气压的测量131
6.3 气压随海拔高度变化133
6.4 气压变化的原因133
6.4.1 温度对气压的影响133
知识窗6.1 气压与航空134
6.4.2 水汽对气压的影响135
6.4.3 气流和压力135
6.5 影响风的因素135
6.5.1 气压梯度力136
6.5.2 科里奥利力（地球自转偏向力、科氏力）137
6.5.3 摩擦力139
6.6 高空风140
6.6.1 地转流140
6.6.2 曲线流和梯度风142
知识窗6.2 棒球在丹佛的库尔斯球场真的会飞得更远吗？142
6.7 地面风143
6.8 风与空气的垂直运动144
6.8.1 气旋和反气旋的垂直气流145
6.8.2 影响垂直气流的因子146
6.9 风的观测147
知识窗6.3 风能：一种潜在的替代能源148
第7章大气环流151
7.1 大气运动的尺度152
7.1.1 小尺度环流和大尺度环流152
知识窗7.1 尘卷风153
7.1.2 风场结构154
7.2 局地风155
7.2.1 海陆风155
7.2.2 山谷风155
7.2.3 钦诺克风（焚风）156
7.2.4 下坡风（下降风）157
7.2.5 乡村风157
7.3 全球环流157
7.3.1 单圈环流模型157
极端灾害性天气7.1 圣安娜风（干热风）与山火158
7.3.2 三圈环流模型159
7.4 气压带与风160
7.4.1 理想的纬向气压带160
7.4.2 半永久性气压系统：真实大气161
7.5 季风162
7.5.1 亚洲季风163
7.5.2 北美季风163
7.6 西风带164
7.6.1 为什么存在西风带？165
7.6.2 西风带的波动165
7.7 急流166
7.7.1 极地急流166
7.7.2 副热带急流168
7.7.3 急流和地球热量收支168
7.8 全球风场和洋流169
7.8.1 洋流的重要性169
7.8.2 洋流和涌升流170
7.9 厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动170
7.9.1 厄尔尼诺的影响171
7.9.2 拉尼娜的影响173
7.9.3 南方涛动173
7.10 全球降水分布174
7.10.1 降水的纬向分布175
7.10.2 陆地上的降水分布176
知识窗7.2 假想大陆上的降水季节特征176
第8章气团178
8.1 什么是气团179
8.1.1 气团的源地180
8.1.2 气团的分类181
8.1.3 气团的变性181
8.2 北美气团的特征182
8.2.1 极地大陆（cP）气团和北极大陆（cA）气团182
8.2.2 湖泊效应降雪：暖水上的冷空气183
极端灾害性天气8.1 西伯利亚寒流185
8.2.3 极地海洋（mP）气团186
8.2.4 热带海洋（mT）气团187
极端灾害性天气8.2 湖泊效应产生的暴风雪190
极端灾害性天气8.3 2011年1月12日，一次典型的东北风暴191
8.2.5 热带大陆（cT）气团192
第9章中纬度气旋193
9.1 锋面天气194
9.1.1 暖锋195
9.1.2 冷锋197
9.1.3 静止锋199
9.1.4 锢囚锋199
9.1.5 干线201
9.2 中纬度气旋与极锋理论201
9.3 中纬度气旋的生命周期202
9.3.1 形成：两个气团的碰撞202
9.3.2 气旋流的发展203
9.3.3 中纬度气旋的成熟阶段203
9.3.4 锢囚：消亡的开始（消亡阶段）203
9.4 理想的中纬度气旋天气204
知识窗9.1 预报的工具——风205
9.5 高空气流与气旋形成207
9.5.1 气旋性和反气旋性环流207
9.5.2 高空辐散与辐合207
9.6 中纬度气旋的形成区域209
9.6.1 气旋移动类型209
9.6.2 高空气流与气旋移动210
9.7 反气旋天气与大气阻塞211
9.8 中纬度气旋个例研究212
极端灾害性天气9.1 2008年和1993年美国中西部大洪涝215
9.9 现代观点：传送带模型217
第10章雷暴与龙卷风219
10.1 名称的含意220
10.2 雷暴221
10.3 气团雷暴222
10.3.1 发展阶段222
10.3.2 发生区域224
10.4 强雷暴224
10.5 超级单体雷暴225
10.5.1 飑线226
10.5.2 中尺度对流复合体227
极端灾害性天气10.1 突发洪水——雷暴雨的头号杀手228
10.6 闪电和雷声229
极端灾害性天气10.2 下击暴流230
10.6.1 闪电发生的原因232
10.6.2 雷击232
10.6.3 雷声233
10.7 龙卷风234
10.7.1 龙卷风的发生与形成236
10.7.2 龙卷风气候学237
极端灾害性天气10.3 强龙卷风后的幸存238
10.7.3 龙卷风的特征239
10.8 龙卷风的破坏性240
10.8.1 龙卷风强度241
10.8.2 死亡率242
10.9 龙卷风预报243
10.9.1 龙卷风监视和警报243
10.9.2 多普勒雷达244
第11章飓风246
11.1 飓风概况247
知识窗11.1 角动量守恒250
11.2 飓风的形成与消亡250
11.2.1 飓风的形成251
11.2.2 飓风消亡252
11.3 飓风的破坏性252
11.3.1 萨菲尔-辛普森分级253
11.3.2 风暴潮253

內容試閱：

译者序
刚拿到The Atmosphere：An Introduction to Meteorology的第12版原版书，就急切地浏览了书的目录和全书各章内容。虽然这只是一本普通的、几乎没有任何数学公式的有关气象学的概论性教材，却一下就让我爱不释手。我从事气象学相关教学30多年，见过国内外许多类似教科书，我自己也编写过教材，然而这一本现译名为《气象学与生活》的书却让我耳目一新！
作为专业教材或科学专业图书，很容易描述太专业化、太深奥而让人感到枯燥乏味，望而却步。因此，如何将专业性、趣味性、可读性很好地融合在一起，对于科学专业书籍是否受欢迎至关重要。而由Frederick K. Lutgens和Edward J. Tarbuck合作编写，由Dennis Tasa承担绘图和美工设计的这本《气象学与生活》做到了这一点。30多年来，这本书先后修订了12版，畅销不衰，深受欢迎和好评。Frederick K. Lutgens与Edward J. Tarbuck从20世纪70年代起就是好朋友和同事，已经有50多年的教学和编写大学教材的经历，而且他们都是公认的杰出和著名的教授。从1983年起，Dennis Tasa加入了他们的团队。他们三人合作的这本书不仅涵盖了所有气象学科学问题的详细信息和内容，而且包括了过去几十年来的重要天气事件信息、典型的灾害性天气事件和资料介绍，在本书译稿中我们将这些介绍分别归类为极端灾害性天气和知识窗，作为正文知识的补充。
气象学或大气科学是研究和探讨各类天气现象、气候变化及其形成原因的科学。如果你对这一科学感兴趣，那么这本《气象学与生活》就是为你开启这一科学大门的极佳读物。该书概念清楚、简捷明了，很容易阅读理解，不需要太多的数学基础就可以获得你所关心和感兴趣的气象学问题的最基本、最全面的知识，进而初步了解天气和气候是如何形成和变化的。
本书作者从科学探索的角度和物理学原理出发，配以丰富精美的图表，系统详细、深入浅出地介绍了气象学最基本的概念和原理。作者没有使用任何复杂的数学公式就将各种天气过程和现象的物理原理讲得清清楚楚，并在其中穿插了人们发现天气现象形成原因的历史进程和故事，使得阅读更有趣味性。虽然书中使用的许多有关天气的例子和图取自北美大陆，但并不影响读者对科学概念的理解和认识，而且在讨论气候变化、空气污染等全球性问题时，作者仍引用了全球各地甚至中国的例子。全书的章节和知识窗的安排具有很好的逻辑和衔接，可以帮助读者理解相关知识点；同时各章又都是一个相对完整的知识体系。因此，在阅读该书时，既可以系统地从头到尾循序渐进地逐章阅读，也可以作为工具书随意查找某些知识点和资料；同时，极端灾害性天气和知识窗两个栏目还可以作为资料卡片来阅读，以了解相关的概念和一些特殊天气事件。本书的另一个特点是，作者始终关注和强调人与天气的关系：人们认识天气过程是为了更好地预报天气，进而更有效地减少异常恶劣天气和气候灾害给人们日常生活与活动带来的损失，并充分利用气候资源，如太阳能、风能等为人类服务。
近几十年来，越来越多的极端天气和气候事件给人们带来巨大的生命和财产损失，全球气候变化问题越来越引起人们的广泛关注。人们常常在谈论频繁的强台风的肆虐、大暴雨带来的洪涝和城市内涝、极端严寒冰冻和热浪酷暑、空气污染和雾霾，还有千年极寒、微冰期等，似乎这些年来天气和气候从来没有正常过。每当出现异常天气气候和极端灾害性天气事件时，都会引起社会和媒体的极大关注，会通过电话或邮件来询问是不是气候异常？为什么会这样？是不是与全球气候变暖有关？亲朋好友也会提出各种各样有关天气和气候变化及空气污染的问题。此外，人们日常更为关心的是天气预报准不准。可以看出，无论是从事什么行业的人们，都越来越关心我们所面临的天气和经历的气候变化，渴望了解天气和气候的变化原因。因此，了解和掌握一些基本的气象和气候学的知识可以帮助人们认识天气和气候变化的奥秘和原因，而这本《气象学与生活》就是一个好的选择。读完这本书，你就会对上述问题有更多的了解，甚至可能成为一名不错的业余气象专家。
在这里，我要感谢我的同事黄樱博士，还有研究生惠画、王娜、于雪莹、孟翊星和陈澍，他们参与了本书部分章节的翻译工作，使得翻译得以在较短的时间内完成。
面对变幻莫测的天气和不断变化的气候，人类需要不断地探索地球大气的奥秘，寻求与自然和谐相处之路。我相信，《气象学与生活》的翻译出版将会使更多的人们对气象学这一科学产生兴趣，并在认识和了解大气与天气奥秘的过程中获得乐趣，从而使我们的生活因气象万千而更加丰富多彩。是为序。
陈星
2016年8月10日于南京仙林
前言
在自然环境中，很少有像我们称之为天气的现象能对我们日常生活产生这么大的影响。各种媒体每天都会把大量的天气事件作为主要新闻加以报道这充分反映了人们对大气是多么感兴趣和多么好奇！
不仅大气影响人们的生活，人们也对大气造成显著影响。人们通过改变大气的成分而减少了平流层的臭氧、在全世界的城市和乡村造成严重的空气质量问题；还有，人类产生的排放很可能在全球气候变化中起着重要作用，这正是人类在21世纪所面临的最严重的环境问题之一。
为了了解影响我们日常生活的天气现象和与大气有关的严重环境问题，扩展我们对气象学原理的认识十分重要。一本基础的气象学教科书，可以让我们对天气产生极大的兴趣和好奇心，激起我们去了解人类是如何影响大气环境的愿望。
本书就是一本为了满足有这种愿望的人们需要的基础读物。我们希望这本书所介绍的知识，能激励更多的人积极投入到环境改善中去；甚至有些人由此而立志于继续气象学的研究。同样重要的是，我们相信，对大气及其过程最基本的了解将使读者更多地去欣赏我们的地球，并由此而使日常生活更加丰富多彩。
此外，除了给出大量信息和新的内容以外，本书以其可读性和人性化的内容，适合初学者作为一本非常有用的学习基本气象学原理和概念的工具书。

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