大气物理和大气化学

气候是由复杂的大气—洋—海—冰—陆地—生物圈的相互作用决定的。为了弄清楚对人类生活具有生死悠关的重要性的气候形成的因素及其变化的原因,人们必须研究:(a)与太阳能转化为各种形式的热能以及与水从一种形态转化为另一种形态有关的大量物理过程和化学过程;(b)空气流-海流的相互作用;(c)大洋表面和深层之间的交换;和(d)大气层中的大量化学转化。在这篇文章中,考虑到对气候和气候变化有关的基本物理过程和化学过程。     

通古斯大爆炸的新答案

震撼世界的大爆炸 　　1908年7月30日早晨,晨曦微露,晓雾初开.突然,一个巨大的管状怪物从外太空迅猛闯入地球大气层,砸向地球的北方. 　　……     

太空盾计划

由多国科学家组成的国际研究小组在最新一期英国<自然>杂志上发表研究报告称,全球变暖将导致世界上1/4的陆地动植物、也即100多万个物种将在未来50年之内灭绝,自然界的生态链息息相关,大批动植物的灭绝必将对人类的生存造成灾难性的影响.为了阻止地球继续变暖,近日,英国多位著名气候专家在剑桥大学召开会议,商讨防止地球继续变暖的办法.会上科学家一致认为,通过在大气层边缘建造大型"太空盾",挡住部分太阳辐射是防止地球温度继续升高的最可行办法!     

2050年的气候

据一些科学家预测,到2050年气候将变暖,全世界海洋的水平面将明显上升。世界气候发生这种重大变化的原因在哪里?科学家们认为,首要的原因是地球大气层化学成份的变化。人类的活动不断地向空气中排放大量各种各样的化合物。其后果之一是产生温室效应;后果之二是破坏大气的臭氧层(臭氧层保护地面免受太阳紫外线的强烈辐射)。     

计算机仿真模拟在地球大气簇射研究中的应用

地球大气簇射是由高能宇宙线穿越地球大气层时发生相互作用而产生的大量次级粒子,由于星际物质和磁场等影响,使得大气簇射过程异常复杂。为了追溯宇宙的起源,并研究宇宙线的性质及其起源,使得高能宇宙线方面的研究成为了天文学领域以及高能物理学领域中很热的一个课题。在Geant4环境下编写了一套计算机仿真模拟程序包——EASS（地球大气簇射仿真．the Earth’s Atmosphere Shower Simulation）,研究了高能宇宙线穿越地球大气层时的大气簇射物理以及地球磁场对大气簇射过程的影响。     

太阳黑子的魔术

众所周知,地球的最外层是大气层,人类和地球上其他生命体都依赖着这个大气层生存。由于大气层正常或异常的活动而对人类的生命财产和国民经济建设造成直接或简接的危害,我们称之为气象灾害。     

读懂地球“日记”

<正>在地球的历史上,很多"大事件"塑造和改变了地球:来自太空的岩石撞击,熔化了地表;地壳板块漂移,改变了海洋和陆地的格局;火山爆发影响地球大气层的状态,导致气温时高时低;地球上孕育出生命,同时它们又改变了地球……所有这些"大事件"都在地球的岩石中留下了痕迹,把岩层变得像一本"日记"。日记中的"文字"包括地质学上的改变,也包括植物、动物和其他生物体形成的化石。这些化石告诉人们,某一地质时期地球上的气候是怎样     

侵蚀怎样形成山脉

对构造力、侵蚀力和气候的力量如何相互作用形成山脉的认识使人们更加清楚地深入了解地球史。     

地球上的氧气还能维持多久

氧气是地球上大多数生命所必需的物质之一,有人担心氧气会被耗尽,那么,这种担心是不是杞人忧天呢? 地球上的氧气是怎么形成的 地球已经有46亿年的历史.在地球早期,大气层中的氧气含量极其稀少,含量只有百分之零点几,基本可以忽略不计,更多的是二氧化碳和氮气等.大约从25亿年前开始,地球大气层发生了第一次"大氧化事件".生活在原始海洋等水域中的蓝藻等单细胞生物启动了这次事件,它们可以利用阳光进行光合作用并制造氧气,地球上的氧气含量开始渐渐增多.     

星球们的狂野天气

正地球天气最温和你可能觉得地球上有些地方或有些时候的天气很恶劣,但无论你现在在地球何处,至少相对于太阳系的其他星球,地球拥有的气候条件已经算是最好的了。地球之所以会有最好的天气,那是因为地球自身拥有很多独特的特征:它的大小,它与太阳的距离,它的轴倾斜、轨道和旋转周期,以及它的化学成分。而地球上的很多天气类型基本上可以用一个词来概括:"水形式"(各种水参与的形式)。同时,还有大气层和磁场保护人们免受太阳剧烈辐射的伤害。种     

用超新星来考古

280万年前超新星大爆炸改变人类进化过程?这听起来仿佛是天方夜谭的故事,其实是科学家经过最新研究得出的结论:在距今大约280万年前的某一刻,宇宙中一颗超新星突然发生爆炸,并将其恒星残骸抛向地球,当时的爆炸对地球大气层产生了长时间的影响,使得地球上的气候发生翻天覆地的变化,早期的人类祖先为了适应气候的变化、寻找更充裕的食物来源而被迫四处奔波和迁徙,进而逐步改变了人类的进化过程。科学家宣称,随着对超新星如何影响地球进行深入的探讨,将诞生一门新兴的学科——超新星考古学。找到超新星残骸虽然人类很早就记录下了超新星爆发的…     

走向全波天文学——天文学家怎样揭开宇宙的奥秘(三)

地球上有浩瀚的海洋、蜿蜒的河流、葱绿的山峦、辽阔的草原。鹰搏长空，鱼跃大海，蝶舞花丛，虎啸山林，一片生机勃勃的景像。这景像得以维持乃是由于有大气层的保护，否则地球就会像月亮那样，变成没有水，没有空气，没有生命的荒凉世界。但是，对于天文学研究来说，大气层却带来了很大的麻烦。天体在不断辐射波长从1万亿分之一厘米直至百万米的电磁波。     

走向全波天文学——天文学家怎样揭开宇宙的奥秘（三）

地球上有浩瀚的海洋、蜿蜒的河流、葱绿的山峦、辽阔的草原。鹰搏长空，鱼跃大海，蝶舞花丛，虎啸山林，一片生机勃勃的景像。这一景像得以维持乃是由于有大气层的保护．否则地球就会像月亮那样，变成没有水，没有空气，没有生命的荒凉世界。但是，对于天文学研究来说，大气层却带来了很大的麻烦。天体在不断辐射波长从1万亿分之一厘米直至一百万米的电磁波。     

石头也影响火星气候

<正>我们通常不会想到岩石跟气候会有什么关系,但在漫长的地质年代里,岩石在塑造一颗星球气候的过程中,可能扮演了一个很重要的角色。这个结论来自科学家对火星气候的研究。今天的火星大气已经非常稀薄,其密度不及地球大气的1%,而且大约95%是二氧化碳。但科学家推测,在30~40亿年前,火星具有浓厚的大气层,二氧化碳的浓     

空间遥感:欧洲取得的成果及发展前景

在过去的二十五年间,从空间对地球进行遥感的技术,已使人类对自己的环境有了新的全面了解.这使人们对于大气、海洋、冰盖和地表之间的复杂相互作用——控制着我们这颗行星上的气候和环境——有了相当的科学理解.从空间对地球进行大面积遥感的具体应用,正在产生重大的影响,并将产生更为重大的影响.     

期盼你,中国的宇航员

从1961年4月世界第一位宇航员加加林首次飞出地球大气层以来,到现在已有400多人次进入太空,10多人次登上月球。当今能把人送上太空的只有美、俄两国。我国什     

人造火山 能否遏制地球温暖化?

不少科学家提议,或许可以通过将人造烟雾释放到大气层中迫使气温下降的做法,来解决地球温暖化问题.     

对于太阳照射光线在大气层中折射聚集传播的分析

地球面在接受太阳光照的过程中,存在着光照直射的区域,必然有一条光线与地球半径的延伸线重合,无论传播光线在大气层中是否发生折射,这条光线方向都不改变,这就是大气层传光过程中的主光轴。从高中物理知识中可以知道"大气层对太阳光以及从其他星球射过来的光确有折射作用,天边恒星射过来的光线最多偏转37分,天顶恒星的光线不偏转。"传播光线存在了折射,便存在了人们分析折射过程中的法线,大气层在地球周围以地球重力的吸引而存在,大气层中每一个折射点的法线就是这一点地球半径的延伸线。当我们把发生平面折射的折射面逐渐倾斜,入射角会随之逐渐增大,折射角也会随入射角的增加而逐渐增大,折射光线的偏转聚集逐渐增强,这也就是大气层传播折射光线的基本方式。     

大气层的层次和厚度

18大气层的层次大气层是指围绕在地球外围的的空气圈,是地球自然环境的重要组成部分,对调节地球的温度起到了重要作用,与人类及其它地球生物的生存息息相关。空气是构成大气层的各种气体的混合物。在离地球表面最近的对流层中, 空气中的气体不断混合在一起,因此它的化学构成都是一样的。空气中的有些成分如二氧化碳、水蒸气和甲烷,可以吸收部分太阳能,使地球保持平均15摄氏度的温度。如果没有大气层的存在,地球上的温度就可能降到零下25摄氏度,那么地球上就很难有生命存在。在空气中还有其它气体,但数量很小,如氢、臭氧、氙、一氧化碳、二氧…     

海洋多尺度和多圈层过程及其相互作用研究——一个应用于厄尔尼诺模拟的成功范例

海洋中存在各种对气候和环境有显著影响的多尺度自然现象,如热带不稳定波和厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)等,它们是海洋中不同时间和空间尺度过程及其与地球系统中其他圈层之间相互作用的综合产物,表现出复杂性、多样性、多变性和相互作用等特点。对海洋的研究要作为一个系统来展开,以考虑多尺度和多圈层过程间的相互作用和反馈;要采用不同方法相结合的综合手段(包括观测、理论和模式等);在认知和表征现象和过程的基础上,进一步构建模式,从而模拟、预测和预估海洋相关现象及其对气候和环境变化的影响。作为地球系统中最强的年际变化信号,ENSO现象是研究年际时间尺度海气相互作用和气候预估的核心内容,本文以ENSO为例,来阐明海洋多尺度和多圈层过程及其相互作用对ENSO的调制影响(如海洋生物引发的加热效应和热带不稳定波等的反馈作用)。