《大气化学》

第一章绪论1

1 引言1

2 大气化学的研究内容和研究方法1

2.1 大气化学的研究内容3

2.2　大气化学的研究方法3

3　大气的组成7

4　大气的结构9

5　地球大气的形成和演化14

5.1 行星大气—地球大气的独特化学组成18

5.2　宇宙气体的消散20

5.3　次生大气成分22

5.4　生物活动在地球大气气演化过程中的作用23

第二章　控制大气化学成分的关键过程31

1地表源31

1.1　生物源的重要性31

1.2　生物源的特点32

1.3　对全球大气有重要作用的地表生物源34

1.4　地表非生物源38

1.5　地表生物源排放通量的测量方法40

2　微量成分的长距离输送47

3　均相和非均相化学转化过程51

3.1　均相气相过程51

3.2　均相液相转化过程59

3.3　非均相化学转化过程62

4　清除过程64

4.1　乾清除过程65

4.2　湿清除过程70

4.3　雾和露78

4.4　湿清除过程的实验研究79

第三章　大气微量成分的循环过程85

1　概论85

2　水循环86

2.1　大气水的源86

2.2　水汽在大气中的输送和分布88

2.3　水汽在大气中的化学变化和它的汇89

3　氢循环90

3.1　大气中氢的浓度和分布91

3.2　大气氢气的源和汇91

3.3　大气氢气的化学转化95

4　碳循环97

4.1　碳循环概况97

4.2　反应性含碳化合物的循环98

4.3　二氧化碳循环121

5　氮循环126

5.1　概况126

5.2　氮化合物的源和汇128

5.3　氮化物的化学转化过程130

5.4　氮化物的浓度和空间分布132

5.5　氮循环133

6硫循环134

6.1　概况135

6.2　硫化物的源及其浓度的空间分布135

6.3　化学转化和清除过程139

6.4　硫循环143

第四章大气气溶胶147

1 大气气溶胶的基本特徵147

1.1　概述147

1.2　粒子尺度——等效直径的概念148

1.3 浓度150

1.4　粒度谱分布152

1.5 气溶胶粒子的寿命160

2　气溶胶粒子的产生过程165

2.1 固体、液体物质的破碎过程165

2.2　气—粒转化过程167

2.3　光化学烟雾171

3　大气气溶胶的化学组成174

3.1　成分概率密度谱分布函数174

3.2　化学成分平均浓度175

3.3　化学成份平均浓度的谱分布181

4 气溶胶来源的判别和定量分析—气溶胶元素浓度资料的统计处理187

4.1 大气污染物分布的接收点模式187

4.2　乾净大陆大气气溶胶的来源分析192

4.3　城市污染大气气溶胶的来源分析194

5　气溶胶观测实验方法概要197

5.1 气溶胶物理性质的观测仪器概述197

5.2　气溶胶采样仪器203

5.3　气溶胶化学成分分析方法概要212

5.4 观测实验方法要点225

1　大气化学与气候229

第五章　大气化学组成的变化及其引起的气候和生态环境的变化229

2　观测到的大气化学组成的变化及其原因230

2.1　大气二氧化碳浓度的变化230

2.2　大气甲烷浓度的变化231

2.3　大气臭氧含量的变化236

2.4　其它微量气体浓度的变化237

3　大气化学组成的未来变化趋势238

3.1大气二氧化碳浓度变化趋势预测238

3.2 甲烷等大气微量成分未来浓度变化趋势的预测251

4　大气成分在地球气候系统中的作用253

5　大气成分浓度变化引起的气候变化259

5.1　气候变化数值模拟259

5.2　简单模式预测的大气二氧化碳浓度加倍引起的气候变化260

5.3　三维大气环流模式预测的大气二氧化碳浓度加倍引起的气候变化262

5.4　海—气耦合模式预测的大气二氧化碳浓度增加引起的气候变化265

5.5 甲烷等其它微量气体和气溶胶浓度变化引起的气候变化270

6 大气成分浓度变化引起的其它环境问题275

1　光化学基础281

1.1 概述281

第六章　大气臭氧281

1.2　气体分子对光的选择吸收283

1.3　量子效率285

1.4　感光反应287

1.5　光化学平衡288

2　氧—氮大气的光化学平衡理论290

2.1　氧分子对太阳幅射的吸收290

2.2　臭氧的产生和破坏296

3　平流层臭氧299

3.1　概述299

2.3　氧—氮大气中的臭氧光化学平衡299

3.2臭氧含量的空间分布和随时间的变化300

3.3 南极臭氧洞问题309

3.4　人类活动对平流层臭氧的影响313

4　对流层臭氧318

4.1　对流层臭氧的源和汇318

4.2　对流层臭氧的全球分布和季节变化322

4.3　对流层臭氧的环境效应325

5　臭氧观测概要326

5.1　气柱臭氧总量和平流层臭氧浓度分布的地面光学观测方法326

5.2　平流层臭氧分布的空中观测329

5.3　臭氧的卫星观测331

5.4　地表臭氧浓度的观测方法334

第七章　云雾降水化学337

1　云雾降水基础知识337

1.1　水汽和水337

1.2　云的形成和分类341

1.3　降水的形成345

1.4　雾348

2　云化学351

2.1　观测到的云水化学成分351

2.2　云化学353

3　降水化学357

3.1　观测的降水化学成分357

3.2　降水化学362

3.3　降水化学成份溶度与降水量和降水类型的关系364

3.4　降水化学成分的一般特徵365

4　雾化学371

5　酸雨问题372

5.1　溶液酸碱度的一般描述372

5.2　酸雨问题一般描述374

5.3　酸雨判别标准质疑376

5.4　观测到的降水酸度地理分布378

5.5　影响降水酸度的主要化学过程380

5.6　酸雨的危害及其防治386

6　降水中的放射性同位素389

6.1　大气中的放射性同位素389

6.2　降水中的放射性同位素391

第八章　全球大气化学和地球系统科学393

1　地球系统科学393

1.1　地球系统科学的产生393

1.2　几千年到几百万年时间尺度的全球变化396

1.3　几十年到几百年时间尺度的全球变化403

2　美国全球大气化学研究计划408

2.1计划的产生过程410

2.2　研究计划的最终目标410

2.3　研究内容和要解决的科学问题415

3 国际全球大气化学研究计划（IGAC）415

3.1　计划的产生过程415

3.2 IGAC的目标415

3.3　IGAC的主要研究内容416

3.4　IGAC的结构及其与IGBP的关系426