Microphysics of Atmospheric Phenomena

این کتاب فرآیندهای ابتدایی جو زمین شامل فوتون‌ها، الکترون‌ها، یون‌ها، رادیکال‌ها و ذرات معلق در هوا را بررسی می‌کند. این بر اساس مدل‌های جوی جهانی مانند مدل استاندارد جوی با پارامترهای جوی متوسط ​​در سراسر جهان و در طول زمان، تعادل انرژی زمین، و مدار الکتریکی جهانی است که امکان تجزیه و تحلیل ویژگی‌های جوی اساسی را برای تجزیه و تحلیل فراهم می‌کند. ثابت‌های سرعت فرآیندهای ابتدایی در جو زمین، همراه با پارامترهای جوی اندازه‌گیری شده و مفاهیم موجود پدیده‌های جوی، در تجزیه و تحلیل فرآیندهای جوی جهانی و محلی استفاده می‌شوند. فرآیندهای نوری اتمسفر از تعامل تابش خورشید با جو و فرآیندهای شامل یون‌ها، اتم‌های اکسیژن، ذرات اتمی برانگیخته و مولکول‌های ازن ناشی می‌شوند. الکتریسیته اتمسفر به عنوان یک پدیده ثانویه برای گردش آب جوی منجر به زنجیره ای از فرآیندها می شود که با برخورد ذرات معلق آب در حالت های مختلف تجمع آغاز می شود. پرتوهای کیهانی برای الکتریسیته اتمسفر اهمیت دارند، زیرا یون های مثبت و منفی در هوا ایجاد می کنند. تجزیه هوا در میدان الکتریکی ابرها به شکل رعد و برق ممکن است تحت تأثیر الکترون های بذری ایجاد شده توسط پرتوهای کیهانی ایجاد شود که برای ضرب الکترون در جریان های موج یونیزاسیون ضروری هستند. جو فوقانی (یونوسفر) تحت تابش خورشیدی در یک طیف فرابنفش خلاء تشکیل می شود و جذب این تابش منجر به فوتیونیزاسیون هوا می شود. اثر گلخانه ای توسط آب اتمسفر تعیین می شود، در حالی که انتقال بین بخار آب و ذرات معلق در هوا ممکن است منجر به تغییر در عمق نوری اتمسفر شود. دی اکسید کربن در بخش های کوچکی به اثر گلخانه ای اتمسفر کمک می کند. پرتوهای کیهانی برای تخلیه اتمسفر، منشاء صاعقه و تشکیل ابر در مرحله اول رشد آئروسل اهمیت دارند. این کتاب شرح کیفی خواص و پدیده های جوی را بر اساس فرآیندهای ابتدایی و مدل های ساده ارائه می دهد.

This book investigates elementary processes in the Earth’s atmosphere involving photons, electrons, ions, radicals, and aerosols. It is based on global atmospheric models such as the standard atmospheric model with averaged atmospheric parameters across the globe and over time, the Earth’s energetic balance, and the global electric circuit that allows to analyze fundamental atmospheric properties to be analyzed. Rate constants of elementary processes in the Earth’s atmosphere, together with measured atmospheric parameters and existing concepts of atmospheric phenomena, are used in the analysis of global and local atmospheric processes. Atmospheric photoprocesses result from the interaction of solar radiation with the atmosphere and processes involving ions, oxygen atoms, excited atomic particles and ozone molecules. Atmospheric electricity as a secondary phenomenon to atmospheric water circulation results in a chain of processes that begins with collisions of water aerosols in different aggregate states. Cosmic rays are of importance for atmospheric electricity, as they create positive and negative ions in the air. Air breakdown in an electric field of clouds in the form of lightning may develop under the influence of cosmic ray-created seed electrons, which are necessary for electron multiplication in ionization wave-streamers. The upper atmosphere (ionosphere) is formed under solar radiation in a vacuum ultraviolet spectrum, and absorption of this radiation leads to air photoionization. The greenhouse effect is determined by atmospheric water, whereas transitions between a water vapor and aerosols may lead to a change in atmospheric optical depth. Carbon dioxide contributes in small portions to the atmospheric greenhouse effect. Cosmic rays are of importance for atmospheric discharge, the origin of lightning and cloud formation in the first stage of aerosol growth. This book provides a qualitative description of atmospheric properties and phenomena based on elementary processes and simple models.