Физические проблемы экологии. Учебное пособие

Предисловие переводчика
Список цитируемой литературы
Глава 1. Вступление
1.1 Введение
1.2 Научный метод
1.3 Содержание
Глава 2.
Структура и динамика атмосферы
2.1 Введение
2.2 Структура и состав атмосферы
2.2.1 Крупномасштабная вертикальная структура
атмосферы
2.2.2 Состав атмосферы
2.3 Вертикальное перемещение воздушных масс
2.3.1 Гидростатическое уравнение и
вертикальный градиент температуры
2.3.2 Вертикальный градиент температуры
насыщенного воздуха и вертикальная
стабильность
2.3.3 Образование облаков и осадки
2.4 Горизонтальное перемещение воздушных масс
2.4.1 Общий характер циркуляции воздуха
2.4.2 Движущие силы горизонтальных потоков
2.4.3 Геострофические ветра
2.4.4 Вертикальное смещение ветра
2.4.5 Горизонтальное смещение ветра - погодные
фронты
2.4.6 Тропические циклоны - ураганы
2.5 Выводы
2.6 Задачи
Ссылки
Глава 3.
Глобальный климат
3.1 Введение
3.2 Солнечный спектр
3.3 Радиационный баланс и температура земной
поверхности
3.4 Глобальное потепление и радиационное
усиление
3.5 Эффекты обратной связи
3.6 Роль диоксида углерода
3.7 Изменения климата
3.8 Результаты глобального изменения климата
3.9 Международная политика по ограничению
глобального
изменения климата: Рио-де-Жанейро и Киото
3.10 Задачи
Ссылки
Глава 4.
Ультрафиолетовое излучение Солнца и жизнь
4.1 Спектр ультрафиолетового излучения Солнца
4.2 Озоновый фильтр
4.2.1 Схема Чапмена
4.2.2 Константы скорости реакций
4.3 Истощение озонового слоя
4.3.1 Утончение озонового слоя и "озоновые
дыры"
4.3.2 Цикл хлора
4.3.3 Разрушение озона в реакциях с NOx и HOx.
4.3.4 Озоновая дыра над Антарктикой
4.4 Биологическое действие ультрафиолетового
излучения
4.4.1 Спектры действия и вред
4.4.2 Поглощение молекулами ДНК и белками
4.5 Озон в тропосфере
4.6 Монреальский протокол
4.7 Задачи
Ссылки
Глава 5.
Передача тепла
5.1 Режимы теплопередачи
5.2 Диффузия тепла: Тепловое баланс
5.3 Примеры теплопроводности
5.3.1 Двойное остекление
5.3.2 Периодическое изменение температуры:
годовой цикл
5.3.3 Температура контакта
5.4 Задачи
Глава 6.
Генерация энергии из ископаемого топлива
6.1 Введение
6.2 Термодинамический обзор
6.2.1 Первое начало термодинамики
6.2.2 Второе начало термодинамики
6.2.3 Тепловой двигатель
6.2.4 Паровой энергетический цикл
6.2.5 Цикл Карно
6.3 Парогенерирующие электростанции: цикл
Ранкина
6.4 Газотурбинные системы генерации: цикл
Джоуля
6.5 Электростанции комбинированного цикла
6.6 Распределение электроэнергии
6.7 Ограничение выбросов диоксида углерода
6.8 Перспективы электростанций на основе
сжигания ископаемого топлива
6.9 Задачи
Глава 7.
Ядерная энергетика
7.1 Энергия ядра: Эквивалентность энергии и
массы
7.2 Ядерная энергия
7.3 Нейтронная динамика
7.3.1 Нейтронное сечение
7.3.2 Рассеяние нейтронов
7.4 Физика реактора
7.4.1 Ядерная цепная реакция
7.4.2 Диффузия тепловых нейтронов и утечка
7.4.3 Диффузия быстрых нейтронов и утечка
7.4.4 Критическое уравнение
7.4.5 Кинетика реактора
7.5 Реакторные системы
7.5.1 Ограничения на материалы
7.5.2 Магноксовый реактор с газовым
охлаждением
7.5.3 Улучшенный реактор с газовым
охлаждением
7.5.4 Водо-водяной энергетический реактор
7.5.5 Кипящий-водяной реактор
7.5.6 РБМК
7.5.7 Улучшенный реактор на лёгкой воде
7.6 Безопасность ядерной энергии
7.7 Ядерные отходы
7.8 Задачи
Ссылки
Глава 8.
Возобновляемые источники энергии
8.1 Введение
8.2 Солнечные батареи
8.2.1 Фотоэлектрический эффект в
полупроводниках
8.2.2 Эксплуатационные характеристики
солнечных элементов
8.2.3 Типы солнечных батарей
8.2.3.1 Кремниевые солнечные батареи
8.2.3.2 Тонкоплёночные солнечные батареи
8.2.3.3 Эффективность использования солнечной
энергии
8.3 Тепловая солнечная энергетика
8.3.1 Солнечные коллекторы
8.3.2 Электрогенерация с использованием
солнечного тепла
8.4 Энергия ветра
8.4.1 Принципы ветровой энергетики
8.4.2 Характеристические критерии: предел
Бетца
8.4.3 Вертикальная зависимость скорости ветра
8.5 Энергия биомассы
8.5.1 Фотосинтез
8.5.2 Электрогенерация с использованием
биомассы
8.6 Гидроэлектроэнергетика
8.6.1 Крупномасштабная гидроэлектроэнергетика
8.6.2 Гидроэлектрогенерация
8.6.3 Мелкомасштабная гидроэлктроэнергетика и
микрогидроэлектростанции
8.7 Подземные тепловые насосы
8.8 Геотермальная энергия
8.9 Задачи
Ссылки
Глава 9.
Транспортные средства
9.1 Введение
9.2 Паровой транспорт
9.3 Двигатель внутреннего сгорания
9.3.1 Бензиновый двигатель Отто
9.3.2 Двигатель Дизеля
9.3.3 Выхлоп и каталитические преобразователи
9.3.4 Альтернативные углеводородные топлива
9.4 Транспортные средства на водороде
9.4.1 Водородная энергетика
9.4.2 Водородные топливные элементы
9.4.3 Электрические характеристики водородных
топливных элементов
9.4.4 Типы топливных элементов
9.4.5 Производство водорода
9.4.6 Бортовые топливные элементы
9.5 Электрические транспортные средства
9.5.1 Принцип действия электрического
двигателя
9.5.2 Электрические двигатели на постоянном
токе
9.5.3 Электрические двигатели на переменном
токе: индукционные двигатели
9.6 Задачи
Ссылки
Глава 10.
Перенос и рассеяние загрязняющих веществ в
окружающей среде
10.1 Введение
10.2 Физика переноса: диффузия и адвекция
10.3 Общие примеры
10.3.1 Мгновенный точечный источник в
стационарной среде
10.3.2 Непрерывно действующий точечный
источник
10.3.3 Непрерывно действующий точечный
источник в потоке
10.4 Рассеяние в турбулентных потоках
10.5 Выбросы дыма из труб
10.6 Грунтовые воды
10.6.1 Уравнение Дарси
10.6.2 Неограниченные водоносные пласты:
приближение Дюпюи
10.6.3 Колодцы в неограниченных водоносных
слоях
10.6.4 Колодцы в ограниченных водоносных
слоях
10.6.5 Эквипотенциальные и потоковые линии
10.7 Задачи
Ссылки
Глава 11.
Природопользование
11.1 Введение
11.2 Технические решения и общественное
восприятие
11.3 Энергоресурсы будущего
11.4 Проблема загрязнения
11.5 Неопределённость и риск
11.6 Альтернативы и использование
Ссылки
Дополнение. Сильные техногенные воздействия на
земную кору
Д.1 Геодинамика земной
коры
Д.2 Прогиб земной коры от веса крупных
Водохранилищ
Д.З Явления возбужденной сейсмичности при
наполнении крупных
водохранилищ
Д.4 Геодинамика земной коры и добыча
углеводородов
Д.5. Перемещения земной поверхности при добыче
углеводородов
Д.6 Явления возбужденной сейсмичности при
добыче углеводородов
Литература