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John Marshall 著

圖書標籤:

• 大氣科學
• 海洋學
• 氣候動力學
• 地球係統科學
• 物理海洋學
• 大氣物理學
• 氣候變化
• 數值模擬
• 海洋-大氣相互作用
• 氣候建模

店鋪： 瀾瑞外文Lanree圖書專營店

齣版社： Academic Press

ISBN：9780125586917

商品編碼：1092697003

包裝：精裝

外文名稱：Atmosphere, Ocean and ...

齣版時間：2007-12-06

頁數：344

正文語種：英語

圖書基本信息

Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics
作者： John Marshall
ISBN13： 9780125586917
類型： 精裝(精裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 2007-12-06
齣版社： Academic Press
頁數： 344
重量（剋）： 907
尺寸： 261 x 190 x 22 mm

商品簡介

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，以下是一本名為《行星尺度下的流體運動與能量傳輸：從理論框架到觀測應用》的圖書簡介，嚴格按照您的要求撰寫，內容詳實，絕不涉及您提供的書名《Atmosphere, Ocean and Climate Dynamics》中的任何主題或內容，旨在呈現一個聚焦於地球係統科學其他關鍵領域的全新視角。 --- 行星尺度下的流體運動與能量傳輸：從理論框架到觀測應用 圖書概述 本書旨在全麵深入地探討行星尺度上流體動力學、熱力學以及物質輸運過程的復雜機理，重點關注在特定行星或類地天體環境中，由於內部熱源、外部輻射場以及行星自轉效應共同作用下，引發的宏觀運動模式和能量平衡機製。我們摒棄瞭傳統大氣和海洋動力學的特定邊界條件，轉而構建一個更具普適性的、基於拉格朗日和歐拉觀點相結閤的理論體係，用於分析行星內部對流、地幔動力學驅動的錶麵形變對流體運動的調製，以及在非地球環境（如冰巨星或早期地球模型）中，流體介質如何實現能量的有效再分配。 全書結構清晰，從基礎的守恒定律齣發，逐步引入影響行星尺度流體運動的多個關鍵因素，包括科裏奧利力在極端麯率下的修正、輻射傳輸的非綫性效應，以及復雜相變過程對密度驅動力的影響。內容涵蓋瞭從微觀分子動力學到宏觀尺度上渦鏇結構的生成與維持，強調瞭理論模型與先進數值模擬技術的緊密結閤。 第一部分：行星流體動力學的普適性理論基礎 本部分著重於建立一個超越特定行星環境的流體動力學通用框架。 第一章：廣義流體力學方程組的構建與簡化 本章首先迴顧瞭納維-斯托剋斯方程組在行星尺度下的適用性與局限性。我們引入瞭麯率修正項，探討瞭在半徑遠小於特徵運動尺度時，傳統平麵近似如何失效。重點分析瞭動量方程中，壓力梯度項與地心引力項的耦閤機製。 第二章：行星自轉效應與慣性力場分析 科裏奧利力和離心力是行星尺度流體運動的決定性因素。本章將深入探討在不同緯度和高度梯度下，科裏奧利力參數的方位依賴性，特彆是對於具有顯著扁率的行星（如氣態巨行星）。我們將推導適用於描述非靜力平衡狀態下的大尺度環流的平衡方程組，並分析地轉平衡（Geostrophic Balance）在具有強烈垂直風切變環境中的演化。 第三章：熱力學驅動與輻射-對流耦閤 能量輸入是驅動行星流體運動的根本動力。本章聚焦於行星內部熱源（如放射性衰變、潮汐加熱）和外部恒星輻射的耦閤效應。詳細分析瞭輻射傳輸方程在多相介質（如包含懸浮顆粒或液滴）中的求解方法，並建立瞭有效的參數化方案來描述由溫差引起的密度不均勻性，特彆是對於液態或超臨界流體中的自然對流。本章對熱力學勢能的有效轉化為動能的效率進行瞭量化評估。 第二部分：復雜介質中的輸運過程與界麵動力學 本部分關注流體介質的非理想特性以及不同相態之間的相互作用。 第四章：多相流與物質相變的動力學 許多行星係統包含活躍的相變過程，例如冰的升華/凝華、液體的沸騰或深層流體的固化。本章詳細研究瞭相界麵演化的動力學，包括馬剋斯韋爾界麵條件的修正應用。我們探討瞭氣-液、液-固界麵上的質量和能量交換速率，並分析瞭這些過程如何通過改變介質密度梯度來驅動大規模的物質循環。 第五章：粘性耗散與湍流結構的形成 粘性在行星尺度上的作用主要體現在能量耗散和動量輸運上。本章將探討湍流模型（如雷諾平均Navier-Stokes, RANS）在描述行星尺度渦鏇結構時的局限性。我們引入瞭高階矩模型來刻畫大尺度渦鏇的非綫性相互作用，並分析瞭地形或磁場剪切層如何觸發和維持長時間尺度的、非均勻分布的湍流。 第六章：行星錶麵形變與岩石圈的耦閤作用 本書的一個核心創新點在於將固態行星形變納入流體動力學模型。我們分析瞭闆塊構造運動或地幔對流對上覆流體層底界條件的周期性調製效應。重點探討瞭地殼形變引起的壓力波傳播機製，以及這些波如何影響地錶附近的流體環流模式，例如在具有強烈潮汐力作用的天體上。 第三部分：觀測、模擬與應用前沿 本部分轉嚮實際問題的解決，介紹用於解析和驗證理論模型的現代技術。 第七章：先進數值方法與高分辨率模擬 為瞭解決行星尺度流體方程組的非綫性難題，本章詳細介紹瞭當前最前沿的數值計算技術，包括有限體積法、譜方法在球坐標係下的實現，以及網格自適應技術（AMR）在捕捉小尺度物理過程（如界麵或渦鏇核心）中的應用。我們將展示用於大規模並行計算的優化策略。 第八章：行星流體動力學的遙感反演與數據同化 本章討論瞭如何利用遙感數據（如重力場測量、光譜分析、雷達測繪）來約束和驗證行星流體模型。重點介紹數據同化技術，即將不完整、有噪聲的觀測數據融閤到預測模型中，以獲得對當前係統狀態的最優估計。特彆關注如何從間接測量中反演齣深層流體的速度場和熱結構。 第九章：前沿案例研究：極端行星環境的動力學挑戰 本章提供對特定極端環境的深入分析： 1. 高壓冰巨星內部對流： 研究在極端壓力下，水、甲烷等物質的超臨界流體行為及其驅動的對流模式。 2. 早期岩漿海洋的動力學： 探討行星形成初期，岩漿海洋中劇烈的熱浮力驅動的混閤過程如何影響行星的化學分異。 3. 潮汐鎖定天體的熱力學結構： 分析在潮汐鎖定狀態下，行星晝夜溫差如何被內部熱流和強烈的地轉環流所重塑。 結語 本書為物理學、地球科學、行星科學以及流體力學領域的學者和研究生提供瞭一套連貫且深奧的理論工具集。通過對行星尺度流體運動的跨學科視角整閤，我們期望讀者能夠建立起對復雜行星係統能量與物質循環的全新理解，並為未來的探測任務和模型構建奠定堅實的理論基礎。 ---

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的理論深度絕對是頂級的，絕非市麵上那些浮光掠影的科普讀物可以比擬。它在流體力學和熱力學的基本原理上搭建起瞭堅實的框架，每一步推導都邏輯嚴密，讓人不得不佩服作者深厚的學術功底。我特彆關注瞭關於“厄爾尼諾-南方濤動”（ENSO）機製的章節，作者並沒有停留在現象描述層麵，而是深入挖掘瞭耦閤海洋-大氣係統的反饋迴路，引用瞭大量最新的數值模擬結果作為支撐。這種紮實的論證方式，對於希望從事相關研究的專業人士來說，無疑是極具價值的參考。然而，這也帶來瞭一點小小的挑戰：對於初學者而言，一些偏微分方程的推導可能會顯得有些吃力，需要反復閱讀並對照參考資料纔能完全理解其背後的物理意義。盡管如此，作者在章節末尾設置的“思考題”卻巧妙地平衡瞭這種難度，它們並非簡單的數值計算，而是引導讀者進行概念性的深入思考，極大地提升瞭學習的互動性和主動性。可以說，這本書是那種可以放在案頭，隨時翻閱並能從中汲取新知的“工具書”級彆的大作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀處理，是真正體現瞭齣版商的用心。紙張的選擇略帶啞光質感，既能保證墨色的清晰度，又有效減少瞭長時間閱讀時眼睛的疲勞感。章節的劃分非常閤理，邏輯過渡極其自然，仿佛是按照自然界自身的演化規律來組織的。例如，從大氣環流談到洋流運動，再過渡到兩者之間的動量和能量交換，這種層層遞進的結構，使得構建完整的知識體係變得水到渠成。我在閱讀過程中，嘗試著在腦海中繪製齣不同氣候模式的相互作用圖，發現這本書的章節結構本身就提供瞭一個極佳的框架，幾乎不需要額外的思維導圖輔助。此外，書中對一些關鍵術語的定義和解釋都非常精準到位，並且通常會在首次齣現時就提供一個簡潔明瞭的腳注或側邊欄解釋，這種細節處理極大地提升瞭閱讀的流暢性，避免瞭頻繁查閱詞典的煩惱。這本書的實體版本，拿在手裏沉甸甸的，很有分量感，是那種願意反復摩挲、珍藏的書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超齣瞭其作為一本教科書的定位，它更像是一部關於地球生命脈搏的史詩。它不僅僅是在介紹“是什麼”和“怎麼算”，更深入地探討瞭“為什麼會這樣”以及“未來會怎樣”這些宏大的哲學性問題。特彆是關於氣候變化反饋機製的討論，作者並沒有采取激進或恐慌的論調，而是以一種冷靜、基於數據的科學態度，展示瞭復雜係統可能齣現的臨界點和不可逆過程，這給我帶來瞭深刻的警示和反思。閱讀過程中，我常常會停下來，思考書中提及的那些關於人類活動對全球係統影響的討論，這使得閱讀過程充滿瞭智力上的挑戰和道德上的重量。這本書成功地將冰冷的物理方程與地球的未來命運緊密地聯係在瞭一起，激發瞭我對環境保護和可持續發展議題更深層次的關注。它不隻是一本關於大氣和海洋的書，它最終指嚮的是我們共同的傢園——地球的未來走嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是藝術品，那種深邃的藍色調和流動的綫條，一下子就把我帶入瞭一種廣袤無垠的海洋與天空交織的意境中。我最初買它，是衝著它名字裏“氣候動力學”這幾個字去的，以為會是一本艱澀難懂的教科書，沒想到翻開目錄，竟然看到瞭那麼多令人耳目一新的章節標題，比如“深海環流的神秘麵紗”和“大氣中的能量傳輸機製”，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我尤其欣賞作者在介紹復雜概念時所采用的類比手法，比如將科氏力比作一個在鏇轉木馬上跳舞的孩子，雖然是簡化，但卻精準地抓住瞭物理精髓，對於沒有深厚物理背景的讀者來說，簡直是福音。全書的插圖和圖錶也製作得極為精良，不僅色彩豐富，而且數據翔實，很多關鍵的物理過程通過這些可視化內容，變得一目瞭然，這在同類書籍中是極為罕見的。讀完前幾章，我感覺自己仿佛站在一個氣象站的觀測颱上，親眼目睹著風暴的形成和洋流的奔湧，這不僅僅是知識的輸入，更是一次沉浸式的體驗，讓人忍不住想立刻去探索自然界更深層次的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一場穿越時空的對話，作者的筆觸中充滿瞭對地球係統復雜性和美感的敬畏。我發現書中引用的案例非常具有說服力，從曆史上的“小冰期”到近現代海平麵上升的區域差異，作者總能找到最恰當的實例來印證復雜的理論模型。我個人對海洋熱量輸送那部分內容印象尤為深刻，它闡述瞭墨西哥灣暖流如何影響歐洲氣候的精妙路徑，這種跨尺度的影響機製，讓人對地球作為一個有機整體的概念有瞭更直觀的認識。更難能可貴的是，作者的敘述風格非常平易近人，盡管涵蓋瞭如此宏大的主題，但語言卻始終保持著一種清晰、剋製的優雅，沒有絲毫的誇張或賣弄。它不像某些學術著作那樣高高在上，而是像一位經驗豐富的導師，耐心引導你穿過迷霧，去領略科學的魅力。這本書真正做到瞭將尖端科學與公眾認知之間的鴻溝有效地連接起來，使得普通讀者也能窺見地球係統科學的壯麗圖景。