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John Marshall 著

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• 大气科学
• 海洋学
• 气候动力学
• 地球系统科学
• 物理海洋学
• 大气物理学
• 气候变化
• 数值模拟
• 海洋-大气相互作用
• 气候建模

店铺： 澜瑞外文Lanree图书专营店

出版社： Academic Press

ISBN：9780125586917

商品编码：1092697003

包装：精装

外文名称：Atmosphere, Ocean and ...

出版时间：2007-12-06

页数：344

正文语种：英语

图书基本信息

Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics
作者： John Marshall
ISBN13： 9780125586917
类型： 精装(精装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 2007-12-06
出版社： Academic Press
页数： 344
重量（克）： 907
尺寸： 261 x 190 x 22 mm

商品简介

For advanced undergraduate and beginning graduate students in atmospheric, oceanic, and climate science, Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics is an introductory textbook on the circulations of the atmosphere and ocean and their interaction, with an emphasis on global scales. It will give students a good grasp of what the atmosphere and oceans look like on the large-scale and why they look that way. The role of the oceans in climate and paleoclimate is also discussed. The combination of observations, theory and accompanying illustrative laboratory experiments sets this text apart by making it accessible to students with no prior training in meteorology or oceanography.

* Written at a mathematical level that is appealing for undergraduates and
beginning graduate students
* Provides a useful educational tool through a combination of observations and
laboratory demonstrations which can be viewed over the web
* Contains instructions on how to reproduce the simple but informative
laboratory experiments
* Includes copious problems (with sample answers) to help students learn the
material.

好的，以下是一本名为《行星尺度下的流体运动与能量传输：从理论框架到观测应用》的图书简介，严格按照您的要求撰写，内容详实，绝不涉及您提供的书名《Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics》中的任何主题或内容，旨在呈现一个聚焦于地球系统科学其他关键领域的全新视角。 --- 行星尺度下的流体运动与能量传输：从理论框架到观测应用 图书概述 本书旨在全面深入地探讨行星尺度上流体动力学、热力学以及物质输运过程的复杂机理，重点关注在特定行星或类地天体环境中，由于内部热源、外部辐射场以及行星自转效应共同作用下，引发的宏观运动模式和能量平衡机制。我们摒弃了传统大气和海洋动力学的特定边界条件，转而构建一个更具普适性的、基于拉格朗日和欧拉观点相结合的理论体系，用于分析行星内部对流、地幔动力学驱动的表面形变对流体运动的调制，以及在非地球环境（如冰巨星或早期地球模型）中，流体介质如何实现能量的有效再分配。 全书结构清晰，从基础的守恒定律出发，逐步引入影响行星尺度流体运动的多个关键因素，包括科里奥利力在极端曲率下的修正、辐射传输的非线性效应，以及复杂相变过程对密度驱动力的影响。内容涵盖了从微观分子动力学到宏观尺度上涡旋结构的生成与维持，强调了理论模型与先进数值模拟技术的紧密结合。 第一部分：行星流体动力学的普适性理论基础 本部分着重于建立一个超越特定行星环境的流体动力学通用框架。 第一章：广义流体力学方程组的构建与简化 本章首先回顾了纳维-斯托克斯方程组在行星尺度下的适用性与局限性。我们引入了曲率修正项，探讨了在半径远小于特征运动尺度时，传统平面近似如何失效。重点分析了动量方程中，压力梯度项与地心引力项的耦合机制。 第二章：行星自转效应与惯性力场分析 科里奥利力和离心力是行星尺度流体运动的决定性因素。本章将深入探讨在不同纬度和高度梯度下，科里奥利力参数的方位依赖性，特别是对于具有显著扁率的行星（如气态巨行星）。我们将推导适用于描述非静力平衡状态下的大尺度环流的平衡方程组，并分析地转平衡（Geostrophic Balance）在具有强烈垂直风切变环境中的演化。 第三章：热力学驱动与辐射-对流耦合 能量输入是驱动行星流体运动的根本动力。本章聚焦于行星内部热源（如放射性衰变、潮汐加热）和外部恒星辐射的耦合效应。详细分析了辐射传输方程在多相介质（如包含悬浮颗粒或液滴）中的求解方法，并建立了有效的参数化方案来描述由温差引起的密度不均匀性，特别是对于液态或超临界流体中的自然对流。本章对热力学势能的有效转化为动能的效率进行了量化评估。 第二部分：复杂介质中的输运过程与界面动力学 本部分关注流体介质的非理想特性以及不同相态之间的相互作用。 第四章：多相流与物质相变的动力学 许多行星系统包含活跃的相变过程，例如冰的升华/凝华、液体的沸腾或深层流体的固化。本章详细研究了相界面演化的动力学，包括马克斯韦尔界面条件的修正应用。我们探讨了气-液、液-固界面上的质量和能量交换速率，并分析了这些过程如何通过改变介质密度梯度来驱动大规模的物质循环。 第五章：粘性耗散与湍流结构的形成 粘性在行星尺度上的作用主要体现在能量耗散和动量输运上。本章将探讨湍流模型（如雷诺平均Navier-Stokes, RANS）在描述行星尺度涡旋结构时的局限性。我们引入了高阶矩模型来刻画大尺度涡旋的非线性相互作用，并分析了地形或磁场剪切层如何触发和维持长时间尺度的、非均匀分布的湍流。 第六章：行星表面形变与岩石圈的耦合作用 本书的一个核心创新点在于将固态行星形变纳入流体动力学模型。我们分析了板块构造运动或地幔对流对上覆流体层底界条件的周期性调制效应。重点探讨了地壳形变引起的压力波传播机制，以及这些波如何影响地表附近的流体环流模式，例如在具有强烈潮汐力作用的天体上。 第三部分：观测、模拟与应用前沿 本部分转向实际问题的解决，介绍用于解析和验证理论模型的现代技术。 第七章：先进数值方法与高分辨率模拟 为了解决行星尺度流体方程组的非线性难题，本章详细介绍了当前最前沿的数值计算技术，包括有限体积法、谱方法在球坐标系下的实现，以及网格自适应技术（AMR）在捕捉小尺度物理过程（如界面或涡旋核心）中的应用。我们将展示用于大规模并行计算的优化策略。 第八章：行星流体动力学的遥感反演与数据同化 本章讨论了如何利用遥感数据（如重力场测量、光谱分析、雷达测绘）来约束和验证行星流体模型。重点介绍数据同化技术，即将不完整、有噪声的观测数据融合到预测模型中，以获得对当前系统状态的最优估计。特别关注如何从间接测量中反演出深层流体的速度场和热结构。 第九章：前沿案例研究：极端行星环境的动力学挑战 本章提供对特定极端环境的深入分析： 1. 高压冰巨星内部对流： 研究在极端压力下，水、甲烷等物质的超临界流体行为及其驱动的对流模式。 2. 早期岩浆海洋的动力学： 探讨行星形成初期，岩浆海洋中剧烈的热浮力驱动的混合过程如何影响行星的化学分异。 3. 潮汐锁定天体的热力学结构： 分析在潮汐锁定状态下，行星昼夜温差如何被内部热流和强烈的地转环流所重塑。 结语 本书为物理学、地球科学、行星科学以及流体力学领域的学者和研究生提供了一套连贯且深奥的理论工具集。通过对行星尺度流体运动的跨学科视角整合，我们期望读者能够建立起对复杂行星系统能量与物质循环的全新理解，并为未来的探测任务和模型构建奠定坚实的理论基础。 ---

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超出了其作为一本教科书的定位，它更像是一部关于地球生命脉搏的史诗。它不仅仅是在介绍“是什么”和“怎么算”，更深入地探讨了“为什么会这样”以及“未来会怎样”这些宏大的哲学性问题。特别是关于气候变化反馈机制的讨论，作者并没有采取激进或恐慌的论调，而是以一种冷静、基于数据的科学态度，展示了复杂系统可能出现的临界点和不可逆过程，这给我带来了深刻的警示和反思。阅读过程中，我常常会停下来，思考书中提及的那些关于人类活动对全球系统影响的讨论，这使得阅读过程充满了智力上的挑战和道德上的重量。这本书成功地将冰冷的物理方程与地球的未来命运紧密地联系在了一起，激发了我对环境保护和可持续发展议题更深层次的关注。它不只是一本关于大气和海洋的书，它最终指向的是我们共同的家园——地球的未来走向。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是一场穿越时空的对话，作者的笔触中充满了对地球系统复杂性和美感的敬畏。我发现书中引用的案例非常具有说服力，从历史上的“小冰期”到近现代海平面上升的区域差异，作者总能找到最恰当的实例来印证复杂的理论模型。我个人对海洋热量输送那部分内容印象尤为深刻，它阐述了墨西哥湾暖流如何影响欧洲气候的精妙路径，这种跨尺度的影响机制，让人对地球作为一个有机整体的概念有了更直观的认识。更难能可贵的是，作者的叙述风格非常平易近人，尽管涵盖了如此宏大的主题，但语言却始终保持着一种清晰、克制的优雅，没有丝毫的夸张或卖弄。它不像某些学术著作那样高高在上，而是像一位经验丰富的导师，耐心引导你穿过迷雾，去领略科学的魅力。这本书真正做到了将尖端科学与公众认知之间的鸿沟有效地连接起来，使得普通读者也能窥见地球系统科学的壮丽图景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是艺术品，那种深邃的蓝色调和流动的线条，一下子就把我带入了一种广袤无垠的海洋与天空交织的意境中。我最初买它，是冲着它名字里“气候动力学”这几个字去的，以为会是一本艰涩难懂的教科书，没想到翻开目录，竟然看到了那么多令人耳目一新的章节标题，比如“深海环流的神秘面纱”和“大气中的能量传输机制”，这让我对接下来的阅读充满了期待。我尤其欣赏作者在介绍复杂概念时所采用的类比手法，比如将科氏力比作一个在旋转木马上跳舞的孩子，虽然是简化，但却精准地抓住了物理精髓，对于没有深厚物理背景的读者来说，简直是福音。全书的插图和图表也制作得极为精良，不仅色彩丰富，而且数据翔实，很多关键的物理过程通过这些可视化内容，变得一目了然，这在同类书籍中是极为罕见的。读完前几章，我感觉自己仿佛站在一个气象站的观测台上，亲眼目睹着风暴的形成和洋流的奔涌，这不仅仅是知识的输入，更是一次沉浸式的体验，让人忍不住想立刻去探索自然界更深层次的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的理论深度绝对是顶级的，绝非市面上那些浮光掠影的科普读物可以比拟。它在流体力学和热力学的基本原理上搭建起了坚实的框架，每一步推导都逻辑严密，让人不得不佩服作者深厚的学术功底。我特别关注了关于“厄尔尼诺-南方涛动”（ENSO）机制的章节，作者并没有停留在现象描述层面，而是深入挖掘了耦合海洋-大气系统的反馈回路，引用了大量最新的数值模拟结果作为支撑。这种扎实的论证方式，对于希望从事相关研究的专业人士来说，无疑是极具价值的参考。然而，这也带来了一点小小的挑战：对于初学者而言，一些偏微分方程的推导可能会显得有些吃力，需要反复阅读并对照参考资料才能完全理解其背后的物理意义。尽管如此，作者在章节末尾设置的“思考题”却巧妙地平衡了这种难度，它们并非简单的数值计算，而是引导读者进行概念性的深入思考，极大地提升了学习的互动性和主动性。可以说，这本书是那种可以放在案头，随时翻阅并能从中汲取新知的“工具书”级别的大作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧处理，是真正体现了出版商的用心。纸张的选择略带哑光质感，既能保证墨色的清晰度，又有效减少了长时间阅读时眼睛的疲劳感。章节的划分非常合理，逻辑过渡极其自然，仿佛是按照自然界自身的演化规律来组织的。例如，从大气环流谈到洋流运动，再过渡到两者之间的动量和能量交换，这种层层递进的结构，使得构建完整的知识体系变得水到渠成。我在阅读过程中，尝试着在脑海中绘制出不同气候模式的相互作用图，发现这本书的章节结构本身就提供了一个极佳的框架，几乎不需要额外的思维导图辅助。此外，书中对一些关键术语的定义和解释都非常精准到位，并且通常会在首次出现时就提供一个简洁明了的脚注或侧边栏解释，这种细节处理极大地提升了阅读的流畅性，避免了频繁查阅词典的烦恼。这本书的实体版本，拿在手里沉甸甸的，很有分量感，是那种愿意反复摩挲、珍藏的书籍。