大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張學洪等 著

圖書標籤:

• 大洋環流
• 海氣相互作用
• 數值模擬
• 海洋學
• 氣象學
• 數值方法
• 科學計算
• 海洋模型
• 大氣模型
• 環境科學

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 氣象齣版社

ISBN：9787502956660

商品編碼：1028183700

齣版時間：2013-02-01

作  者:張學洪 等 著作 定  價:60 齣 版 社:氣象齣版社 齣版日期:2013年02月01日 頁  數:298 裝  幀:平裝 ISBN:9787502956660 ●前言
●第1章 熱帶太平洋環流的初步知識
●1.1 大洋的劃分，熱帶海洋
●1.2 熱帶太平洋SST
●1.3 太平洋赤道流係
●1.4 溫躍層
●1.5 海錶高度和溫躍層的關係，地轉流
●1.6 非頻散斜壓Rossby波
●1.7 Kelvin波
●參考文獻
●第2章 風生環流
●2.1 引言
●2.2 風生環流的Sverdrup理論
●2.3 海洋中的西邊界流
●參考文獻
●第3章 風應力，熱通量，淡水通量
●3.1 風應力
●3.2 湍流熱通量和輻射熱通量
●3.3 淡水通量
●參考文獻
●部分目錄

內容簡介

張學洪編著的《大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義》主要介紹與大洋環流和海氣相互作用的數值模擬有關的基礎知識。《大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義》共十二章，可分為三部分。**部分（**章至第6章）介紹海洋環流和海氣相互作用的初步知識；第二部分（第7章至第9章）介紹大洋環流數值模式的基本原理；第三部分（**0章至**2章）介紹幾個典型氣候問題的數值模擬。《大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義》可作為氣象和海洋專業研究生學習氣候數值模擬的教材之一，也可供研究人員參考。

《深海之謎：海洋動力學前沿探索》 導言：海洋——地球係統的脈動 海洋，這顆藍色星球上最廣袤的領域，不僅是生命的搖籃，更是驅動全球氣候、天氣變化以及物質能量循環的核心引擎。從錶層的波濤洶湧到深淵的寂靜無聲，海洋內部蘊藏著極其復雜的動力學過程。理解這些過程的本質，不僅是基礎科學的追求，更是應對氣候變化、管理海洋資源、保障人類航海安全的關鍵所在。 本書《深海之謎：海洋動力學前沿探索》旨在深入剖析當代海洋科學研究中最具挑戰性和前沿性的領域。我們避開瞭對標準教科書內容的重復介紹，聚焦於近年來突破性進展和尚未完全解決的科學難題。全書圍繞海洋內部的能量傳遞、渦鏇動力學、深海環流的驅動機製以及多尺度過程的耦閤等方麵展開，為有誌於海洋物理研究的學者和研究生提供一個高屋建瓴的視角。 --- 第一部分：中尺度渦鏇——海洋的“湍流之眼” 海洋中尺度渦鏇（Mesoscale Eddies），尺度從幾公裏到幾百公裏不等，是海洋中能量和物質輸運最重要的載體之一。它們的存在極大地影響著熱量、鹽度和營養物質的垂直和水平再分配，其對氣候的反饋機製至今仍是研究熱點。 第一章：渦鏇的生成、演化與能量捕獲機製 本章將詳細探討中尺度渦鏇的動力學起源。我們將超越經典的開爾文-霍姆霍茲不穩定性（Kelvin-Helmholtz Instability）的描述，重點分析在復雜地形、剪切流背景下，渦鏇如何從勢能中捕獲能量並維持其生命周期。特彆關注地轉失衡（Geostrophic Imbalance）在渦鏇爆發性增長中的作用。 我們將引入先進的非綫性波動理論，解析渦鏇在不同背景流場中的非綫性相互作用（Nonlinear Interaction），例如渦鏇的閤並、分裂以及與背景環流的能量交換過程。針對渦鏇的“死亡”過程，即能量耗散機製，本章也將提供最新的數值模擬證據，討論渦鏇耗散在混閤層內部和深層海洋中的差異。 第二章：渦鏇與次網格尺度參數化挑戰 中尺度渦鏇的尺度介於可解析（Resolved）和不可解析（Sub-grid Scale, SGS）之間，是海洋環流模型（OCM）參數化麵臨的最大挑戰之一。本章係統梳理瞭當前主流的渦鏇參數化方案，包括：基於能量或動量守恒的修正方案，以及基於流態分類的啓發式方案。 我們將深入分析渦鏇準則（Eddy Criteria）的局限性，並介紹利用高分辨率模擬數據訓練的機器學習輔助參數化的最新嘗試。重點討論如何量化參數化方案在模擬大尺度環流（如西邊界流）變率（Variability）上的影響，並評估其在氣候模型中的適用性與偏差。 --- 第二部分：深海環流的驅動與非綫性動力學 深海環流，由溫鹽環流（Thermohaline Circulation, THC）主導，是全球熱量再分配的慢速但極其關鍵的組成部分。然而，深海內部的動力學過程，尤其是在斜坡帶和海盆深處的環流，其驅動機製的復雜性遠超地錶。 第三章：深層水團的生成與入海路徑動力學 傳統觀點依賴於北大西洋和南大洋的錶麵冷卻和蒸發作用形成深層水團。本章將關注非傳統深水形成區的識彆及其貢獻，例如太平洋深層水的形成過程。重點探討瞭水團離開形成區後，在深海內部的流態轉換（Flow Regime Transition）。 我們將運用高密度流理論（Dense Flow Theory），分析密度流在穿越復雜海底地形時的橫嚮分叉（Lateral Bifurcation）和湍流混閤現象。特彆是針對深海峽榖和洋脊附近的斜坡流（Slope Currents），我們引入瞭伯格斯-奧布裏剋數（Burgess-Obric Number）等判據，來量化斜坡對深層水團混閤效率的影響。 第四章：深海環流中的“暗物質”——內部波與中小尺度過程 內部重力波（Internal Gravity Waves, IGW）被認為是深海垂直混閤的主要能量來源之一。本章將聚焦於內部波的産生、傳播和破碎（Breaking）機製。我們不局限於淺水區，而是重點分析深海中尺度渦鏇與內部波場的相互作用，特彆是渦鏇驅動的波場激發。 進一步地，本章將探討中小尺度過程（Sub-mesoscale Processes），如鋒麵和混閤層內的密度梯度驅動的剪切流，如何通過負布賴瑟爾（Negative Buoyancy Flux）影響深層水團的垂直再分配。我們將介紹如何利用水下觀測網絡（如Argo浮標和聲學多普勒流速剖麵儀）的數據同化技術，來更準確地捕捉這些難以觀測的能量耗散事件。 --- 第三部分：海洋動力學在地球係統中的多尺度耦閤 海洋動力學並非孤立存在，它與大氣、冰雪圈和生物地球化學過程緊密耦閤。本書的最後一部分將探討這些多尺度、多過程耦閤的復雜性。 第五章：洋流、洋流與冰蓋的交互作用 在極地地區，海冰的形成與融化直接改變瞭上層海洋的密度結構，進而影響深水形成。本章著重分析海冰下積水（Basal Meltwater）的釋放如何通過擾動層結穩定性（Stratification Perturbation）來抑製或促進對流。 對於冰蓋邊緣的動力學，我們將討論冰架溢流（Ice Shelf Outflow）所攜帶的冷、淡水如何形成獨特的冰下河流係統（Sub-ice Shelf Riverine Systems），以及這些係統對局地海洋環流和冰蓋質量平衡的反饋作用。本書提供瞭最新的模型框架，用於耦閤冰動力學與海洋環流的精細相互作用。 第六章：氣候變率背景下的海洋動力學響應 全球氣候變暖背景下，海洋環流的強度和路徑正在發生係統性變化。本章側重於氣候驅動的動力學響應，而非簡單的氣候反饋。 我們將分析海洋熱含量（Ocean Heat Content, OHC）在不同深度和緯度的積纍如何通過熱力學梯度（Thermodynamic Gradient）驅動中尺度渦鏇的緯嚮遷移（Meridional Shift）。此外，針對北大西洋經嚮翻轉環流（AMOC）的減弱，本書從非綫性動力學視角評估瞭其臨界點（Tipping Point）的可能性，並討論瞭密度驅動與風場驅動兩者在AMOC變率中的相對貢獻變化。 --- 結語：麵嚮未來的觀測與模擬前沿 本書在結構上力求係統性與前沿性兼顧，旨在激發讀者對海洋物理核心問題的深入思考。未來的海洋科學研究將更加依賴於高精度、全深度的觀測係統（如下一代潛標網絡和高分辨率衛星遙感），以及能解析中小尺度過程的非靜力海洋模型（Non-hydrostatic Ocean Models）。隻有將理論的深刻洞察與先進的數值工具相結閤，我們纔能真正揭示這顆藍色星球深層動力學的全部奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的標題感到非常好奇，尤其是“數值模擬”這個詞，它意味著這本書將是一次深入科學前沿的探索。我希望作者能夠詳細介紹幾種當前在大洋環流和海氣相互作用研究領域中廣泛使用的數值模型，並闡述它們各自的優勢和局限性。例如，我希望瞭解海洋模式（如POM, ROMS）和耦閤模式（如CMIP項目中的模型）是如何構建的，它們的空間分辨率和時間步長如何影響模擬結果的精度，以及它們在模擬諸如熱量輸送、鹽度變化和洋流變異等現象時的錶現。書中是否會涉及模型初始化、邊界條件設置以及數據同化等技術細節？這些對於理解模擬結果的可靠性至關重要。我特彆期待能夠看到一些利用數值模擬來解釋和預測關鍵海洋現象的案例，比如全球變暖背景下大西洋經嚮翻轉環流（AMOC）的變化趨勢，或者海洋熱浪的發生機製及其對海洋生態係統的影響。

評分☆☆☆☆☆

看到“大洋環流和海氣相互作用的數值模擬講義”這個書名，我立刻聯想到的是一個充滿挑戰但又極其重要且引人入勝的研究領域。我希望這本書能為我打開一扇窗，讓我能夠理解驅動地球氣候係統運行的強大力量。我期待作者能夠詳細梳理大洋環流的各個組成部分，例如風生環流、溫鹽環流等，並闡述它們之間如何相互作用，共同維係著全球能量和物質的平衡。關於海氣相互作用，我希望書中能提供關於邊界層物理過程的深入講解，包括湍流混閤、蒸發凝結、以及海洋釋放和吸收大氣中溫室氣體的過程。通過“數值模擬”，我期待能夠看到科學傢如何利用復雜的計算機模型來重現這些過程，並探索不同氣候情景下的未來變化。書中是否會介紹一些經典的數值實驗，來展示海洋環流變化如何影響全球降水分布，或者大氣CO2濃度升高如何導緻海洋酸化，進而影響全球碳循環？如果書中能包含一些對模型結果的深入解讀，並指齣當前研究中存在的未解之謎，那將非常有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我對其中涉及的復雜科學領域産生瞭濃厚的興趣。我一直對海洋如何影響氣候，以及氣候又是如何反過來塑造海洋動態感到著迷。我期待這本書能夠深入淺齣地解釋“大洋環流”這一宏大概念，它不僅僅是海水在地球錶麵和深處的流動，更是一套龐大而精密的全球性係統，驅動著熱量、鹽分、營養物質和溶解氣體的輸送。書中關於“數值模擬”的部分尤其吸引我，因為這錶明它將不僅僅停留在理論層麵，而是會通過現代計算科學的工具來探索和理解這些復雜的物理過程。我好奇作者將如何構建和解釋模型，這些模型又如何能夠捕捉到洋流的細微變化以及它們與大氣之間微妙的能量交換。這本書是否會包含一些生動的圖錶和模擬結果，來幫助像我這樣的讀者直觀地理解這些抽象的概念？例如，我特彆想知道作者會如何呈現洋流對全球溫度分布的影響，或者溫室氣體排放如何可能改變深海的循環模式。如果書中能有關於模型驗證和不確定性分析的討論，那就更好瞭，因為這會增加其科學的嚴謹性。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對海洋科學懷有熱情的自學者，我一直在尋找能夠係統性地學習大洋環流和海氣相互作用的資源。這本書的書名恰好擊中瞭我想要瞭解的知識盲點。我特彆希望它能詳細闡述海氣相互作用是如何通過蒸發、降水、熱量交換以及動量通量等機製，將海洋與大氣緊密聯係在一起的。例如，我想瞭解厄爾尼諾現象這樣的氣候事件，其背後是如何體現海洋溫度異常與大氣環流異常相互強化的復雜過程的。數值模擬在理解這些耦閤過程中起著至關重要的作用，我期待書中能介紹一些經典的數值模型，並展示它們如何被用來研究諸如季風、颱風生成以及海洋對碳循環的影響等問題。我希望作者能用通俗易懂的語言解釋模型方程的物理意義，並提供一些實際的應用案例，說明這些模擬研究是如何為天氣預報、氣候變化預測以及海洋資源管理提供科學依據的。如果書中能提及一些前沿的研究方嚮，例如人工智能在海氣相互作用模擬中的應用，那就更令人興奮瞭。

評分☆☆☆☆☆

我一直對全球氣候變化及其驅動因素感到擔憂，而海洋在其中扮演著關鍵角色。這本書的書名直接指嚮瞭海洋動力學和它與大氣之間的相互影響，這正是我希望深入瞭解的核心內容。我期盼書中能夠詳細解釋大洋環流，如溫鹽環流和風生環流，是如何在全球範圍內輸送熱量和碳的，以及這些過程的變化對區域和全球氣候可能産生的影響。關於“海氣相互作用”，我希望看到關於蒸發、感熱、潛熱交換，以及風對海洋錶麵施加的應力等機製的深入探討。我尤其關心的是，作者將如何通過“數值模擬”來揭示這些復雜過程的非綫性動力學特性。例如，模型是否能夠捕捉到海洋內部渦鏇的産生和演變，以及這些小尺度過程對更大尺度環流和海氣通量的纍積效應？如果書中能提供一些不同模型參數化方案的比較，或者對模型模擬結果的不確定性進行分析，那將有助於我更全麵地理解模擬研究的局限性和可靠性。