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我国空气污染日益严重,本书从大气角度对雾霾的根本成因进行介绍,给与人们解决雾霾问题直接的方法
作者简介
作者:(德国)莱因哈德·泽尔纳(Reinhard Zellner) 译者:张彭义 杨亚洁
目录
译者序
原书前言
第1章基础
1.1大气组成和热结构
1.2大气输送和混合
1.3微量气体
1.4气溶胶和云
1.5多相气相反应和光化学反应
1.6多相和液相反应
1.7干沉降和湿沉降
1.8大气过程的计算机模拟
参考文献
第2章对流层气相化学
2.1简介
2.2对流层微量气体的预算和分布
2.2.1CO
2.2.2CH4
2.2.3氢
2.2.4挥发性有机物
2.2.5NOx
2.3对流层的化学反应
2.3.1对流层OH光化学的基本特征
2.3.2农村低层对流层中HOx反应循环的定量分析
2.3.3高层对流层中OH化学
2.3.4非甲烷烃对OH的影响
2.3.5OH自由基的测定
2.3.6OH的对流层影响
2.3.7全球OH的时间变化
2.3.8与O3和NO3的氧化反应
2.4O3对流层循环
2.5小结
参考文献
第3章对流层气溶胶和云化学
3.1简介
3.2气溶胶和云的物理化学
3.2.1气溶胶颗粒的源
3.2.2对流层气溶胶的尺寸分布
3.2.3气溶胶颗粒的吸湿生长和成核清除
3.2.4云和雨形成的物理描述
3.2.5气体在云内的相分配
3.2.6气溶胶的化学组成
3.2.7云水的化学组分
3.2.8对流层气溶胶的沉降过程和停留时间
3.3参与气溶胶和云化学的微量气体的循环
3.2.1氨
3.3.2对流层中的硫化合物
3.4水相化学反应
3.4.1云的基本化学
3.4.2氮化学
3.4.3SO2的氧化
3.4.4过渡金属的影响
3.5多相化学反应
3.5.1液态和固体表面微量气体的反应性吸收
3.5.2与海盐颗粒反应
3.5.3与矿物颗粒的反应
3.6小结
参考文献
第4章平流层化学
4.1简介
4.2平流层O3的形成和分布
4.2.1太阳辐射及其光化学效应
4.2.2只存在氧的大气中的奇氧化学
4.2.3O3的全球分布
4.3O3破坏催化剂化学和它们的源气体
4.3.1催化O3破坏和催化剂源气体
4.3.2H2O、CH4、H2和HOx催化剂
4.3.3N2O和NOx催化剂
4.3.4氯代烃(CH3Cl、CHF2Cl、CFCl3、CF2Cl2、CCl4、CH3CCl3、CFCl2CF2Cl)和ClOx催化剂
4.3.5溴代烃(CF2ClBr、CF3Br、CH3Br)和BrOx催化剂
4.3.6催化剂之间的耦合反应
4.4气溶胶和极地平流层云存在时的平流层化学
4.4.1硫酸盐气溶胶和PSC
4.4.2多相化学
4.4.3卤间化合物循环催化破坏O3
4.4.4极地春天O3的耗竭
4.5平流层O3的趋势
4.5.1全球趋势
4.5.2Pinatubo山异常
4.5.3南极O3洞
4.5.4北极区域:北极O3洞?
4.5.5模型推测的O3趋势:过去和将来
4.6小结与结论
致谢
参考文献
第5章全球变化及后果
5.1UV辐射变化
5.1.1简介
5.1.2影响地球接收太阳光uv辐射的因素
5.1.3UV辐射的生物效应
5.1.4UV辐射变化引起的对流层化学效应
5.1.5观测UV—B辐射的变化与趋势
5.1.6小结与结论
致谢
5.2气候变化
5.2.1简介
5.2.2地球辐射收支的基本原理
5.2.3地球大气中的红外活性组分
5.2.4辐射强迫和全球变暖潜势
5.2.5气候响应和气候反馈
5.2.6近期气候变化和未来趋势预测
5.2.7小结与结论
5.3酸沉降
5.3.1简介
5.3.2大气酸度来源
5.3.3中和过程与中和平衡
5.3.4酸沉降机制
5.3.5酸沉降的空间分布和时间趋势
5.3.6小结
参考文献
附录
附录A气相反应
附录B多相反应
附录C液相反应
参考文献
序言
近年来,我国大范围的大气雾霾事件时有发生,引起普遍关注。包括雾霾在内的环境污染事件归根结底绝大部分是人类向环境排放化学物质引起的。近50年来,科学家对地球大气化学及人类活动影响的认识取得了长足进步。但相对于局地空气污染及其控制技术,从全球视角论述大气化学的专著仍然有限,即使是环境专业的学生对于全球大气化学也缺乏足够的了解。
本人多年前在清华大学开设“环境化学”课程时,深感缺乏这方面的参考书,在翻到本书后,豁然开朗。这本书涵盖了全球大气化学的主要内容,即对流层和平流层的全球化学,探讨了对流层各组分的气相化学反应、气溶胶和云内化学过程、平流层臭氧的形成和破坏,总结了人类活动可能带来的短波紫外辐射增强、气候变化和酸沉降等全球变化及效应。原版书是对当时国际此领域研究工作的高度概括,虽然目前已有更新的数据,但全球大气化学的基本内容没有发生大的变化,通过本书不仅可以快速了解国际上在这一领域所获得的科学认识,还可以从中了解国际上在这方面的研究历史和发展趋势,可为我们开展类似的研究工作提供借鉴,有助于我们更好地参与全球环境领域的相关工作。
本译作是当时教学备课时的产物,那时陆续翻译了原版书的大部分章节(第1~4章)。这次经机械工业出版社与版权方联系,得到翻译与出版许可,由博士生杨亚洁完成了第5章的翻译,并由本人最后审阅定稿,得以正式出版,在此感谢机械工业出版社顾谦编辑的支持和帮助。
由于本书所述内容涉及多个学科知识,限于本人的知识水平与精力,译文中可能存在疏漏和不足之处,还望读者海涵。
2017年2月5日
张彭义于北京清华园
文摘
版权页:
插图:
一个给定分子的氧化可能由一系列相当复杂的反应组成。此外,根据一天中的时间或所处的位置,它可能发生在不同的途径。不过,化学氧化通常通过自由基反应进行。
对流层最重要的氧化反应,即到目前为止那些提供最大化学转化数的,是由羟基自由基OH促发的气相反应。已知OH自由基与绝大多数微量气体反应,在许多情况下作为反应的第一步和速率限制步骤。所以,OH控制许多微量气体的去除以及对流层寿命和浓度。结果,控制OH浓度的化学系统是具有许多错综复杂的反馈回路的复杂系统。对其完整的分析需要很复杂的数值模型。幸运的是,这一化学系统的本质特征可以借助一些简单的例子来理解,因为占优势的反应途径遵循有限数量的基本模式。在下面的内容中,给出简化的反应式来推导这些基本的特征,并确定OH浓度的时间和空间分布。为测试由此获得的理解,将比较模型计算的OH浓度和一些现有的地表空气中直接测定的OH,以及全球OH平均浓度与从全球甲基氯仿CH3CCl3推导出的浓度。
我国空气污染日益严重,本书从大气角度对雾霾的根本成因进行介绍,给与人们解决雾霾问题直接的方法
作者简介
作者:(德国)莱因哈德·泽尔纳(Reinhard Zellner) 译者:张彭义 杨亚洁
目录
译者序
原书前言
第1章基础
1.1大气组成和热结构
1.2大气输送和混合
1.3微量气体
1.4气溶胶和云
1.5多相气相反应和光化学反应
1.6多相和液相反应
1.7干沉降和湿沉降
1.8大气过程的计算机模拟
参考文献
第2章对流层气相化学
2.1简介
2.2对流层微量气体的预算和分布
2.2.1CO
2.2.2CH4
2.2.3氢
2.2.4挥发性有机物
2.2.5NOx
2.3对流层的化学反应
2.3.1对流层OH光化学的基本特征
2.3.2农村低层对流层中HOx反应循环的定量分析
2.3.3高层对流层中OH化学
2.3.4非甲烷烃对OH的影响
2.3.5OH自由基的测定
2.3.6OH的对流层影响
2.3.7全球OH的时间变化
2.3.8与O3和NO3的氧化反应
2.4O3对流层循环
2.5小结
参考文献
第3章对流层气溶胶和云化学
3.1简介
3.2气溶胶和云的物理化学
3.2.1气溶胶颗粒的源
3.2.2对流层气溶胶的尺寸分布
3.2.3气溶胶颗粒的吸湿生长和成核清除
3.2.4云和雨形成的物理描述
3.2.5气体在云内的相分配
3.2.6气溶胶的化学组成
3.2.7云水的化学组分
3.2.8对流层气溶胶的沉降过程和停留时间
3.3参与气溶胶和云化学的微量气体的循环
3.2.1氨
3.3.2对流层中的硫化合物
3.4水相化学反应
3.4.1云的基本化学
3.4.2氮化学
3.4.3SO2的氧化
3.4.4过渡金属的影响
3.5多相化学反应
3.5.1液态和固体表面微量气体的反应性吸收
3.5.2与海盐颗粒反应
3.5.3与矿物颗粒的反应
3.6小结
参考文献
第4章平流层化学
4.1简介
4.2平流层O3的形成和分布
4.2.1太阳辐射及其光化学效应
4.2.2只存在氧的大气中的奇氧化学
4.2.3O3的全球分布
4.3O3破坏催化剂化学和它们的源气体
4.3.1催化O3破坏和催化剂源气体
4.3.2H2O、CH4、H2和HOx催化剂
4.3.3N2O和NOx催化剂
4.3.4氯代烃(CH3Cl、CHF2Cl、CFCl3、CF2Cl2、CCl4、CH3CCl3、CFCl2CF2Cl)和ClOx催化剂
4.3.5溴代烃(CF2ClBr、CF3Br、CH3Br)和BrOx催化剂
4.3.6催化剂之间的耦合反应
4.4气溶胶和极地平流层云存在时的平流层化学
4.4.1硫酸盐气溶胶和PSC
4.4.2多相化学
4.4.3卤间化合物循环催化破坏O3
4.4.4极地春天O3的耗竭
4.5平流层O3的趋势
4.5.1全球趋势
4.5.2Pinatubo山异常
4.5.3南极O3洞
4.5.4北极区域:北极O3洞?
4.5.5模型推测的O3趋势:过去和将来
4.6小结与结论
致谢
参考文献
第5章全球变化及后果
5.1UV辐射变化
5.1.1简介
5.1.2影响地球接收太阳光uv辐射的因素
5.1.3UV辐射的生物效应
5.1.4UV辐射变化引起的对流层化学效应
5.1.5观测UV—B辐射的变化与趋势
5.1.6小结与结论
致谢
5.2气候变化
5.2.1简介
5.2.2地球辐射收支的基本原理
5.2.3地球大气中的红外活性组分
5.2.4辐射强迫和全球变暖潜势
5.2.5气候响应和气候反馈
5.2.6近期气候变化和未来趋势预测
5.2.7小结与结论
5.3酸沉降
5.3.1简介
5.3.2大气酸度来源
5.3.3中和过程与中和平衡
5.3.4酸沉降机制
5.3.5酸沉降的空间分布和时间趋势
5.3.6小结
参考文献
附录
附录A气相反应
附录B多相反应
附录C液相反应
参考文献
序言
近年来,我国大范围的大气雾霾事件时有发生,引起普遍关注。包括雾霾在内的环境污染事件归根结底绝大部分是人类向环境排放化学物质引起的。近50年来,科学家对地球大气化学及人类活动影响的认识取得了长足进步。但相对于局地空气污染及其控制技术,从全球视角论述大气化学的专著仍然有限,即使是环境专业的学生对于全球大气化学也缺乏足够的了解。
本人多年前在清华大学开设“环境化学”课程时,深感缺乏这方面的参考书,在翻到本书后,豁然开朗。这本书涵盖了全球大气化学的主要内容,即对流层和平流层的全球化学,探讨了对流层各组分的气相化学反应、气溶胶和云内化学过程、平流层臭氧的形成和破坏,总结了人类活动可能带来的短波紫外辐射增强、气候变化和酸沉降等全球变化及效应。原版书是对当时国际此领域研究工作的高度概括,虽然目前已有更新的数据,但全球大气化学的基本内容没有发生大的变化,通过本书不仅可以快速了解国际上在这一领域所获得的科学认识,还可以从中了解国际上在这方面的研究历史和发展趋势,可为我们开展类似的研究工作提供借鉴,有助于我们更好地参与全球环境领域的相关工作。
本译作是当时教学备课时的产物,那时陆续翻译了原版书的大部分章节(第1~4章)。这次经机械工业出版社与版权方联系,得到翻译与出版许可,由博士生杨亚洁完成了第5章的翻译,并由本人最后审阅定稿,得以正式出版,在此感谢机械工业出版社顾谦编辑的支持和帮助。
由于本书所述内容涉及多个学科知识,限于本人的知识水平与精力,译文中可能存在疏漏和不足之处,还望读者海涵。
2017年2月5日
张彭义于北京清华园
文摘
版权页:
插图:
一个给定分子的氧化可能由一系列相当复杂的反应组成。此外,根据一天中的时间或所处的位置,它可能发生在不同的途径。不过,化学氧化通常通过自由基反应进行。
对流层最重要的氧化反应,即到目前为止那些提供最大化学转化数的,是由羟基自由基OH促发的气相反应。已知OH自由基与绝大多数微量气体反应,在许多情况下作为反应的第一步和速率限制步骤。所以,OH控制许多微量气体的去除以及对流层寿命和浓度。结果,控制OH浓度的化学系统是具有许多错综复杂的反馈回路的复杂系统。对其完整的分析需要很复杂的数值模型。幸运的是,这一化学系统的本质特征可以借助一些简单的例子来理解,因为占优势的反应途径遵循有限数量的基本模式。在下面的内容中,给出简化的反应式来推导这些基本的特征,并确定OH浓度的时间和空间分布。为测试由此获得的理解,将比较模型计算的OH浓度和一些现有的地表空气中直接测定的OH,以及全球OH平均浓度与从全球甲基氯仿CH3CCl3推导出的浓度。
ISBN | 9787111565345 |
---|---|
出版社 | 机械工业出版社 |
作者 | 莱因哈德·泽尔纳 (Reinhard Zellner) |
尺寸 | 16 |