内孤立波数值模式及其在南海区域的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡树群 等 著

图书标签:

• 孤立波
• 数值模拟
• 南海
• 海洋模型
• 海洋动力学
• 水动力学
• 计算流体力学
• 海洋数值预报
• 孤波
• 非线性波

出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502791247

版次：1

商品编码：11697194

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

页数：158

字数：250000

正文语种：中文

内容简介

　　《内孤立波数值模式及其在南海区域的应用》共分7章，第1章为引言；第2章介绍内波基本方程、内波关键特征参数、基本理论及其应用计算；第3章介绍一个垂向二维内孤立波生成与传播衔接模式；第4章介绍一个平面二维内孤立波的规范化长波传播方程模式；第5章介绍一个2．5维基于涡量一流函数形式的内孤立波生成与传播模式；第6章介绍一个基于原始变量法的内孤立波生成与传播模式；第7章，介绍MITgcm模式及其应用于南海内孤立波生成与传播的初步研究。

目录

第1章 引言
1.1 内孤立波的定义
1.2 南海内孤立波简介

第2章 海洋内波基本方程、内波关键特征参数、基本理论及其应用计算
2.1 线性化海洋内波方程的本征值问题及其数值解
2.2 内孤立波的一些特征参数及三大理论

第3章 垂向二维内孤立波生成与传播衔接模式
3.1 内潮生成的两层模式
3.2 一维内孤立波的规范化长波传播方程模式
3.3 垂向二维内孤立波生成与传播衔接模式

第4章 平面二维内孤立波的规范化长波传播方程模式
4.1 未考虑地转效应的平面二维内孤立波的规范化长波传播方程模式
4.2 考虑地转效应的平面二维内孤立波的规范化长波传播方程模式

第5章 2.5维基于涡量一流函数形式的内孤立波生成与传播模式
5.1 基于涡量一流函数形式的内孤立波数值模式的建立
5.2 基于涡量一流函数形式的内孤立波数值模式的应用

第6章 基于原始变量法的内孤立波生成与传播模式
6.1 控制方程与有限体积法
6.2 同位网格与交错网格
6.3 速度一压力耦合的隐式算法
6.4 同位网格上压力项的处理
6.5 控制方程的离散格式
6.6 内孤立波模拟算例

第7章 MITgcm模式及其应用：内孤立波生成与传播的初步研究
7.1 MITgcm模式的简介
7.2 MITgcm模式的应用
参考文献
图版

好的，下面是一份关于“内孤立波数值模式及其在南海区域的应用”的图书简介，但请注意，这份简介不包含您提供的原书内容，而是基于该主题可能会涵盖的知识点进行扩展和虚构的详细介绍。 --- 图书简介：深海动力学与环境模拟——区域海洋模型的前沿应用 本书聚焦于现代海洋动力学研究的前沿阵地，深入剖析了中尺度涡旋、边界流以及热盐环流等关键海洋过程在区域尺度上的数值模拟技术与其实际应用价值。本书旨在为海洋科学、环境工程及相关领域的研究人员和高级学生提供一个全面而深入的视角，理解如何利用先进的数值模型来解析复杂海洋系统的物理机制。 --- 第一部分：区域海洋模型的基础理论与构建 本书首先奠定了理解区域海洋数值模拟的基础。不同于全球尺度的模型，区域模型需要处理更精细的边界条件、复杂的海底地形以及更强的地形效应。 1.1 区域海洋动力学的核心方程组 本部分详细阐述了控制海洋运动的纳维-斯托克斯方程在海洋学坐标系下的简化与转换。重点讨论了科氏力、压力梯度力和摩擦力在浅水区和深海区的不同作用机制。特别强调了分层流体中浮力项的精确处理，这对于模拟密度驱动的环流至关重要。此外，书中还对比分析了大尺度地转平衡假设在区域模型网格尺度下的适用性边界。 1.2 区域模型（ROMS）的架构与求解技术 本书选择了当前海洋动力学研究中最常用的区域海洋模型（Regional Ocean Modeling System, ROMS）作为核心分析对象。我们将深入探讨其非静力（Non-Boussinesq）或弱压缩性（Weakly Compressible）的Boussinesq近似选择对模拟结果的影响。 垂直坐标选择： 详尽比较了Sigma（地形跟随坐标）与Z（深度）坐标系在近岸复杂地形和深海平坦海底的优缺点。书中提供了在斜坡区域如何处理垂直网格拉伸以保证垂直分辨率的实用技术。 水平离散化： 介绍了Arakawa C网格配置在动量和标量场上的分离，并探讨了高阶空间差分格式（如有限体积法）在抑制数值耗散和保持物理真实性之间的权衡。 时间积分方案： 对半隐式或全隐式时间步进方法进行了深入的数学推导和实际应用案例对比，尤其关注了在强流速条件下如何选择合适的积分步长以确保计算的稳定性和精度。 1.3 边界条件与数据同化 区域模型成功的关键在于对边界信息的精确约束。本书详细剖析了： 侧向边界（Lateral Boundaries）： 如何有效地将来自更大尺度模型的输出（如大洋再分析数据或耦合的全球模型输出）平滑地输入到区域模型中，避免产生虚假波和反射。 海气界面（Air-Sea Interface）： 详细探讨了动量、热量和淡水通量参数化的最新进展，包括风应力计算、短波辐射吸收以及蒸发过程的复杂反馈机制。 数据同化技术： 引入了四维变分同化（4D-Var）和集合卡尔曼滤波（EnKF）的基本原理，并展示了如何利用卫星高度计、温盐剖面仪（CTD）和拖曳式观测数据（如XBT）来校正模型状态，提高短期预报能力。 --- 第二部分：中尺度涡旋的生成、传播与能量转化 本部分将研究焦点转向海洋中普遍存在且对物质和能量输运起决定性作用的中尺度涡旋现象。 2.1 涡旋的生命周期与表征 书中利用数值模拟结果，详细描绘了中尺度涡旋从生成（通常源于不稳定性的释放或边界流的分离）到发展、成熟乃至最终消亡的完整生命周期。 涡旋的识别与追踪： 介绍了如涡旋识别算法（LCS, Helicity等）在海量模拟数据中自动提取涡旋结构的技术。 能量转换机制： 深入分析了中尺度涡旋如何从背景流场（如地转流）中提取势能和动能，并探讨了涡旋内部的二次环流结构如何影响垂直混合。 2.2 边界流的分支与涡旋的产生 特别关注了强大边界流（如黑潮、墨西哥湾流）的动力不稳定性。本书通过高分辨率模拟，展示了这些主干流在遇到地形起伏或水团交界面时，如何产生强烈的切向应力，从而激发伴生的中尺度反气旋和气旋涡旋，并分析了这些涡旋对区域水团分布的影响。 --- 第三部分：区域海洋模型在特定环境中的应用案例分析 本部分将理论与实践相结合，展示了区域模型如何被有效地应用于解决特定海域的海洋科学问题。 3.1 复杂海岸带的水动力学模拟 针对近岸环境，本书探讨了潮汐、风场和河流入海径流的耦合作用。重点分析了如何使用高分辨率网格来解析海陆界面的相互作用，尤其是在海湾、河口三角洲和珊瑚礁等地形复杂的区域。书中详细论述了泥沙输运和水质扩散模型的耦合策略，以服务于海洋环境管理。 3.2 区域气候变率与海洋环流的长期模拟 通过对数十年尺度的模拟数据分析，本书探讨了区域海洋环流对全球气候振荡（如ENSO、PDO）的响应。我们使用模型来量化区域海表温度（SST）变化与上层环流强度变化之间的统计关系，并评估了模型对区域热量收支长期变化的预测能力。 3.3 海洋声学环境与水下观测的数值模拟 考虑到水下声传播与海洋温度梯度密切相关，本书展示了如何利用高精度模拟的温度和盐度场来构建三维声速场。这对于水下声呐系统的性能评估、潜艇导航以及海洋声学监测至关重要。我们提供了如何将热力学场转化为声速场的具体公式和数值方法。 --- 结语：面向未来的海洋模型集成 本书最后展望了区域海洋模型的发展趋势，包括与大气模型（AOGCMs）和生物地球化学模型的耦合，以及利用机器学习和高性能计算（HPC）加速模型运行和后处理分析的前景。本书力求成为理解和应用现代海洋数值模拟技术的关键参考手册。 适合读者： 物理海洋学家、应用数学家、环境工程师、气象学家、从事水下声学研究的专业人士以及海洋科学方向的研究生。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名非常直观地揭示了其核心内容，这对于我这样希望快速了解研究方向的读者来说非常友好。虽然我对“内孤立波”这个术语比较陌生，但“数值模式”和“南海区域的应用”让我立刻联想到了一系列生动的画面。我猜想，作者在书中会首先详细介绍内孤立波的物理机制，比如它和表面波有什么区别，在什么条件下会产生，以及它的能量如何传播。然后，重点会放在数值模式的构建上，这部分可能涉及到流体力学的方程组、边界条件、以及数值求解器的选择。我希望书中能够有详细的算法介绍，甚至是一些伪代码，这样我就可以尝试着去理解其中的逻辑。更让我期待的是，这些数值模式如何在南海这个具体的地理环境中得到应用。南海的海底地形复杂，洋流系统多样，季风影响显著，这些因素会对内孤立波的产生和传播产生怎样的影响？书中会不会展示一些模拟结果，比如内孤立波在南海某海域的生成、传播路径，以及它们对海底沉积物、海洋生态甚至航运可能产生的影响？我希望能看到一些直观的图示，比如不同时间、不同地点内孤立波的形态变化，以及它们与地形的相互作用。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，最先吸引我的是它严谨的学术气息，厚实的书页和精炼的排版，一看就知道是一部潜心研究的力作。虽然我不是海洋学专业的，但“数值模式”这个词让我对书中的方法论产生了极大的兴趣。我一直认为，科学研究的魅力在于能够用抽象的数学语言和精密的计算来模拟和预测现实世界中的复杂现象。内孤立波，这个在海洋动力学中占据重要地位的概念，究竟是通过怎样的数值模型来求解的？书中会不会涉及到一些前沿的数值计算方法，比如有限差分法、有限元法，或者是更复杂的模型？我特别想了解，这些模型在模拟内孤立波时，会考虑哪些关键的物理过程，比如海水的密度变化、海底地形的起伏、甚至是科里奥利力等等。而将这些理论模型应用到南海区域，书中又会如何具体地选取和处理数据？南海独特的海盆结构和季风系统，是否会对数值模型的构建提出特殊的要求？这本书会不会像一本“操作指南”，教导我们如何用数学的语言去“对话”海洋？我期待的是，它能不仅仅是理论的堆砌，而是能通过鲜活的案例和数据，展示数值模拟在解决实际海洋问题中的强大能力，让我们看到科学的力量如何描绘出无形的海洋脉动。

评分☆☆☆☆☆

光是书名就让人感受到一股海洋科学的厚重感。“内孤立波”这个概念听起来就充满了神秘和力量，好像是大海深处潜藏的某种不为人知的规律。“数值模式”则暗示着这本书将以科学、量化的方式来解析这个现象。“南海区域的应用”则把研究的范围具体化，让读者能够联想到熟悉的海域，并思考其中可能存在的未知。我迫切想知道，书中是如何定义和描述内孤立波的？它和我们平时看到的普通海浪有什么本质区别？然后，书中对数值模式的介绍，会是怎样的呢？是理论的推导，还是实际的模型构建过程？我希望能够看到一些模型的设计思路，以及在计算过程中可能会遇到的挑战。最关键的是，这本书将这些抽象的理论和模型如何应用到南海这片具体的海洋中。南海的地理环境、水文特征，是否会让内孤立波展现出不同于其他海域的特点？书中会不会有关于内孤立波在南海对航运、渔业、甚至国防安全等方面潜在影响的讨论？我期待这本书能够带我进入一个更深层次的海洋科学世界，让我理解那些看不见摸不着的海洋现象背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名直接切入了主题，非常明确地指出了研究对象和区域，这让我这种希望对特定领域有深入了解的读者感到欣慰。我对“内孤立波”的概念一无所知，但“数值模式”和“应用”这两个词让我看到了书中潜在的深度和实用价值。我很好奇，作者将如何从基础概念入手，逐步构建起一个能够描述内孤立波行为的数值模型。书中会不会深入探讨模型中涉及的各种物理参数，比如水的密度、粘度，以及海底地形的详细数据？我特别期待的是，书中会不会有一章专门介绍数值模式的验证过程，比如如何将模拟结果与实际观测数据进行比对，以评估模型的准确性。而将模型应用于南海区域，这又是一个非常吸引人的点。南海作为一个地质构造活跃、水文条件复杂的区域，内孤立波的出现是否具有其独特性？书中会不会分析南海特有的地形地貌、水团分布以及洋流系统对内孤立波的影响？我希望看到书中能够通过具体的案例研究，展示数值模式在理解南海海洋动力过程、预测极端海洋现象，甚至服务于海洋资源开发和环境保护等方面所能发挥的作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺吸引人的，有一种深邃的蓝色调，让人联想到广阔的海洋。光是看书名“内孤立波数值模式及其在南海区域的应用”，就觉得内容会很硬核，但又充满了探索的乐趣。我一直对海洋的神秘现象充满好奇，尤其是那些肉眼难以观测到的深海活动。内孤立波这个概念听起来就非常有趣，它和我们平时理解的波浪似乎有所不同，似乎是一种更具“个性”的海洋现象。我很好奇，作者会如何用严谨的数值模式来捕捉和分析这种特殊的波浪？而且，将研究对象限定在南海区域，这又给本书增添了一份地域性的特色。南海，这个充满战略意义和科研价值的海域，孕育着怎样的内孤立波故事？书中会不会介绍一些我从未听过的南海特色洋流或者地形地貌，它们又是如何影响内孤立波的形成和传播的？我期待这本书能够带领我潜入深邃的海底，揭开内孤立波的神秘面纱，同时也能让我对南海这个熟悉又陌生的区域有更深的了解。我猜测书中一定会有大量的图表和数据分析，这对我这样的普通读者来说可能是一个挑战，但我相信作者会以一种易于理解的方式来呈现这些复杂的内容，让我这个门外汉也能窥探到海洋科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

好

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好

评分☆☆☆☆☆

书的内容很专业，对南海北部内孤立波的现状总结很全面

评分☆☆☆☆☆

书的内容很专业，对南海北部内孤立波的现状总结很全面

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好

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书的内容很专业，对南海北部内孤立波的现状总结很全面

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