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“10000个数学难题”海洋科学编委会 编

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030570871

版次：1

商品编码：12378178

包装：精装

丛书名： 国家重点图书出版规划项目：10000个科学难题

开本：16开

出版时间：2018-06-01

用纸：书写纸

页数：1173

字数：1500000

正文语种：中文

内容简介

《10000个科学难题-海洋科学卷》是《10000个科学难题》中的一卷，也是相对独立的专业书。《10000个科学难题-海洋科学卷》介绍了海洋科学领域各个学科的重要科学难题，包含了国内外新科学进展及学科前沿内容，对于了解海洋科学的未解之谜、启发学者的创新性探索，开启未来的研究方向有重要价值。《10000个科学难题-海洋科学卷》内容新颖，撰写深入浅出，充分考虑了非本专业的人员能够读懂，有利于获取学科交叉的知识，适合于科研人员、研究生、大学生学习使用，也适合有兴趣的高中生选读。

目录

目录
《10000个科学难题》序
序
前言
物理海洋学
海洋拉格朗日拟序结构 詹海刚 黄高龙 (3)
能否构建统一的方程组来描述海洋多运动形态及其相互作用？ 王如云 戴德君 (8)
天文引潮力的长期变率对海洋混合强度及地球气候系统的影响 彭世球 陈淑敏 (11)
潮龄的产生机理 方国洪 徐晓庆 魏泽勋 (14)
风生环流与热盐环流有何联系？ 林霄沛 杨俊超 吴宝兰 (18)
深海热盐翻转环流的时间尺度由什么决定？ 谢强 (21)
深渊环流是深海热盐环流的一部分吗？ 谢强 (25)
究竟是什么力量使大洋热盐环流绕地球流动？ 管玉平 (29)
深海环流的高频变化及机理 王桂华 (32)
海洋盐度在全球水循环中的作用 王鑫 (35)
海底热液喷发诱导的海水混合 董昌明 高晓倩 (39)
海洋涡旋在潜沉与浮露过程中的作用 许丽晓 刘秦玉 (43)
内孤立波形成机制与预测 黄晓冬 (46)
海洋中尺度涡旋与内孤立波的相互作用 谢皆烁 蔡树群 (50)
海洋中小尺度过程及其能量串级机制与效应 刘志宇 林宏阳 (54)
什么因素控制地中海涡的旋转和移动？ 赵进平 (58)
海洋次中尺度过程对大尺度过程的反馈及参数化 彭世球 钱钰坤 (62)
海浪如何影响海气通量？ 赵栋梁 (65)
白冠破碎所耗散的海浪能量去哪儿了？ 管长龙 (70)
吕宋深水溢流的季节信号来源 兰健 (72)
浅海水体如何从夏季高度层化转变为冬季充分混合？ 杨作升 (76)
裂流的触发机制及其精确预报 李志强 (80)
台风过程中，上层海洋如何响应? 张书文 (84)
热压效应对深对流的贡献究竟有多大？ 赵进平 (87)
印度洋东部赤道上升流的来源和气候效应 陈更新 王东晓 (90)
混合层动力学问题 李国敬 王东晓 (94)
海洋气象学
海气界面间的淡水通量强迫和海洋生物引发的加热效应对厄尔尼诺–南方涛动的调制影响 张荣华 高川 任宏利 (101)
海洋动力反馈过程和热带不稳定波对ENSO发生发展的影响机理 任宏利 张荣华 (106)
ENSO多样性的机理和预测问题 王鑫 李春 (112)
如何构造ENSO集合预报的非线性海气耦合初始扰动？ 段晚锁 霍振华 (117)
ENSO事件发生“春季预报障碍”现象的原因和机理 穆穆 段晚锁 徐辉 (122)
热带太平洋–印度洋的目标观测及其在提高ENSO和IOD预报技巧中的作用 穆穆 段晚锁 陈大可 于卫东 (126)
热带太平洋暖池–冷舌系统如何和在多大程度上响应及影响不同尺度气候变异？王凡 李元龙 刘传玉 (131)
海气相互作用对MJO形成和传播的影响 Tim Li (137)
导致印度洋偶极子冬季预报障碍的原因是什么？ 冯蓉 唐佑民 (140)
印度洋偶极子的动力学机制和预测 郑小童 李根 (144)
印度洋–西太平洋的区域电容器效应 杜岩 胡开明 (148)
大气瞬变涡旋反馈在中纬度海洋影响大气异常中的作用 房佳蓓 (152)
北大西洋海表温度异常如何影响北大西洋涛动？ 宋洁 (156)
湾流和黑潮延伸体地区的海温异常对北半球阻塞的影响 罗德海 (160)
北极海冰的快速融化如何影响中纬度天气气候的异常变化？ 黄菲 王砚硕 (165)
冬季北极增暖对中纬度大气环流及欧亚极寒天气的影响 姚遥 宫婷婷 (170)
海洋热力强迫与中高纬大气环流持续异常：风暴轴和大气河的作用 任雪娟 (174)
海温增暖对台风生成频数和强度的影响 李永平 雷小途 (177)
台风群发的成因 占瑞芬 汤杰 雷小途 (180)
台风海气界面过程和物理机制 端义宏 李青青 (184)
近岸海–陆–气相互作用对登陆台风风雨的影响机制 端义宏 李青青 (188)
为什么地球上平均每年出现大约80多个热带气旋？ 吴立广 (192)
海表面温度锋对海洋大气边界层的强迫机理 张苏平 (196)
黄东海海洋大气边界层对海洋性低云/海雾的影响及反馈作用 张苏平 (199)
影响海上亚微米气溶胶生成的关键海洋和大气过程 盛立芳 周杨 (203)
陆源气溶胶传输与沉降对海气交换的影响 王文彩 周杨 (207)
亚洲大气污染物向海洋输送对太平洋气候的影响 胡敏 李梦仁 (210)
海洋化学
为什么一些边缘海向大气释放CO2 而另一些吸收大气CO2？ 戴民汉 曹知勉 (217)
低分子量有机酸类物质如何影响近海二氧化碳体系？ 丁海兵 (221)
为什么大洋深层溶解有机碳的浓度较恒定且具有相近的稳定碳同位素值？ 王旭晨 (225)
为什么在过饱和的海洋浅层碳酸钙会溶解？ 曹知勉 戴民汉 (230)
海洋中的氮收支是否处于平衡状态？ 辛宇 刘素美 (235)
海洋氧化亚氮分布规律与控制机制是什么？ 万显会 高树基 (241)
氧化性的水体中是否存在N2移除？ 宋国栋 刘素美 (246)
上升流影响区固氮与非固氮生物对无机氮的利用有何空间分布规律？ 张润 陈敏 (250)
固氮所引入的氮素及其迁移的时空变化规律 卢阳阳 高树基 (254)
海洋溶解有机氮的组分、活性、源汇过程 徐敏 高树基 (258)
大洋中第一亚硝酸盐最大值(PNM)的形成机制：是氨氧化，还是浮游植物释放？ 王保栋 (263)
如何示踪和反演现今和过去的海洋生物泵？ 陈建芳 唐甜甜 周宽波 李宏亮 (267)
光化学反应如何影响海洋有机物的降解和转化过程？ 张洪海 杨桂朋 (271)
为什么海洋中的黏土颗粒物对有机物起保护作用？ 王旭晨 (275)
如何定量河口近岸海区的再悬浮过程 陈蔚芳 (279)
颗粒物化学组成对海水中钍-230和镤-231的分馏作用 陈敏 杨伟锋 (283)
钡稳定同位素能否示踪营养盐循环和生物生产力？ 曹知勉 (287)
为什么在中低纬度太平洋2~3千米水深处出现240Pu/239Pu 和239Pu/137Cs的极大值？ 谢腾祥 (292)
调控海洋中Redfield 比值保持基本恒定的主要因子有哪些？ 宋国栋 刘素美 (296)
海洋浮游植物吸收利用与化学手段测定的营养盐之差异 宋国栋 刘素美 (300)
海洋中的磷酸酯与膦酸酯能被真核浮游植物所利用吗？ 林昕 林森杰 (304)
海洋微量元素的形态变化及其生态影响 张雪莲 王德利 (309)
海洋大气化学一些关键过程假设如何验证？ 陈立奇 (313)
海洋生源活性气体海–气排放通量的不确定性 杨桂朋 张洪海 丁海兵 (317)
什么过程控制河流中溶解无机碳的浓度和年龄？ 王旭晨 (322)
为什么河流中溶解态黑碳的14C年龄比海洋的要年轻？ 王旭晨 (327)
地下河口对海洋的影响 王桂芝 (332)
海底地下水对近海生源要素循环过程的影响 杜金洲 (336)
近海沉积物？水界面物质交换的过程、机制与通量 蔡平河 (340)
海洋酸化及其生态效应 张远辉 (345)
生物海洋学
地球生命起源于深海吗？又是如何起源的呢？ 邵宗泽 (353)
海洋生物的物种灭绝速率在加快吗？ 刘胜浩 张朝晖 (357)
海–陆交汇对单细胞真核生物的生存与进化带来的机会和挑战 林晓凤 (361)
海洋中有哪些病毒？ 蔡兰兰 张锐 (365)
海洋古菌在“极端”环境中是如何生存的？ 张传伦 谢伟 (369)
海洋微生物如何适应水压变化 闫文凯 肖湘 (373)
微生物在海洋弱光层有机物再矿化中的作用如何？ 谢彰先 孔玲芬 王大志 (377)
海底热液区特殊生态系统的演替 曾湘 邵宗泽 (383)
深海热液口无脊椎动物与化能自养微生物是如何互利共生的？ 姜丽晶 邵宗泽 (387)
深海溶解有机碳库是怎样形成的？ 王南南 焦念志 (391)
微生物如何影响海洋活性氮库变化？ 党宏月 (396)
海洋化能自养微生物的固碳作用机理及对其他元素循环的作用 党宏月 (400)
海洋微型生物胞外代谢物在海洋储碳中的作用 张子莲 (404)
微型生物在海洋储碳过程中发挥怎样的作用？ 张飞 焦念志 (408)
海洋生物固氮受何控制及其如何响应全球变化？ 罗亚威 陈楚 (412)
丰富却多态性不明的SAR11细菌在海洋碳循环中扮演的角色之谜 谢彰先 王大志 (416)
原生生物在深海水体生态系统中的生态学功能 徐大鹏 (421)
深海生物圈的能量供给从何而来？ 张瑶 汤凯 (425)
海洋中微型食物网变化的“蝴蝶效应” 姜勇 (429)
海洋光合生物如何实现多分支进化 郑强 刘燕婷 (432)
海洋光合自养生物与其共栖微生物的互利共生 郑强 谢睿 (436)
海洋浮游植物藻华形成和衰亡的内因是什么？ 张浩 张树峰 王大志 (440)
为什么原绿球藻是海洋中数量最多的光合生物 严威 焦念志 (444)
低等的甲藻为什么具有超过人类的庞大基因组? 张树峰 张浩 王大志 (449)
海洋聚球藻是如何适应多样的海洋环境的？ 徐永乐 (454)
浮游生物小型化趋势的驱动机制是什么？ 宋星宇 (459)
海洋浮游植物多样性与群落形成机制 龚骏 (464)
生物介导的氧化还原过程是如何在根本上影响海洋物质循环和生态系统功能的？ 党宏月 (469)
沙丁鱼和鳀鱼等小型中上层鱼类的资源量为什么变动巨大？ 田永军 (474)
鲸落——“踏脚石假说”能否解释深海热泉生物的扩布？ 徐奎栋 (480)
鱼类对厄尔尼诺等气候变化是怎样响应的？ 田永军 (485)
如何从耳石中获取鱼类生活史信息？ 叶振江 张弛 (490)
捕捞能引起鱼类进化吗？ 孙鹏 梁振林 (494)
捕捞活动是否对海洋渔业资源及生态系统产生影响？ 于华明 于海庆 (498)
中国近海渔业资源的长期变动规律及其与浮游动物的关系如何 刘光兴 (502)
海洋地质学
人类活动是否已开启了“人新世”新纪元 范代读 (509)
海平面升降如何影响三角洲的溯源堆积和侵蚀？ 戴志军 楼亚颖 (514)
影响河口海床周期性冲淤规律的主要因素 戴志军 汪亚平 楼亚颖 (517)
河流体系演化过程如何影响大陆边缘的沉积与物质循环？ 杨守业 毕磊 郭玉龙 李超 (521)
海滩近岸带多尺度地貌动力过程 李志强 (525)
中国东部海域泥质区是如何形成的？ 李倩 李广雪 (529)
海底滑坡能预测吗？ 丁大林 李广雪 (533)
海底峡谷的成因与演化之谜 徐景平 (537)
为什么大陆坡的坡度多在2o~4o之间？ 徐景平 (540)
海底沉积物波的成因之争 姜涛 (543)
“海底沉积物风暴”如何爆发？ 赵玉龙 (547)
如何寻找判别沉积物来源的“DNA”指标 杨守业 邓凯 李超 郭玉龙 (551)
洋中脊生长速率和拓展方式的差异受什么控制？ 索艳慧 李三忠 (555)
太平洋板块俯冲后撤如何影响东亚陆缘资源分布–环境变化？ 索艳慧 李三忠 (560)
什么因素决定了边缘海盆地之间的差异？ 刘鑫 李三忠 (565)
俯冲带大地震和岛弧火山喷发的触发因素 刘鑫 李三忠 (568)
大洋板块俯冲如何导致稳定克拉通破坏？ 王永明 李三忠 (572)
俯冲或深部动力过程如何控制中国东部台阶式地

好的，这是一本关于《宇宙深空探索与地外生命追寻》的图书简介，字数约为1500字： --- 《宇宙深空探索与地外生命追寻》：解码星辰间的终极奥秘 内容简介 人类对宇宙的向往从未停歇，从古人仰望星空的好奇，到如今深空探测器飞越行星的壮举，我们从未停止过对“我们是否孤独”这一终极问题的追问。《宇宙深空探索与地外生命追寻》是一部全面梳理当代天体物理学、行星科学和生物宇航学前沿成果的宏大叙事。本书深入浅出地剖析了人类文明迄今为止在探索太阳系外围、系外行星宜居性评估以及搜寻地外智慧生命（SETI）领域所取得的关键性进展、面临的技术瓶颈以及未来十年最具潜力的研究方向。 本书的架构旨在构建一个完整的“探索地图”：从太阳系内部的精细勘测开始，逐步拓展到系外行星系统的复杂结构，最终聚焦于宇宙尺度下的生命信号解析。 第一部分：太阳系的“邻里”——行星科学的最新突破 在广袤的宇宙背景下，我们首先需要彻底了解我们自己的“家园”——太阳系。本部分着重介绍了过去二十年间，火星车、木星和土星的深空探测器（如“好奇号”、“毅力号”、“朱诺号”、“卡西尼号”的后续任务）传回的革命性数据。 火星的生命遗迹探索： 深入探讨了火星古代水文系统的证据，分析了盖尔撞击坑和杰泽罗撞击坑的沉积物分析结果，重点讨论了有机分子在火星岩石中保存的可能性与挑战。书中详细对比了不同钻取和采样技术在识别生物印记方面的优劣，并展望了“火星样本返回计划”如何可能彻底改变我们对火星过去生命环境的认知。 冰封世界的秘密——木卫二与土卫六的海洋： 冰壳下的海洋被认为是太阳系中最有可能存在生命的“世外桃源”。本书详尽解读了“欧罗巴快帆”（Europa Clipper）和“蜻蜓号”（Dragonfly）任务的科学目标。我们细致分析了木卫二地质活动产生的能量来源——潮汐加热机制，以及这些内部海洋的化学成分与地球深海热液喷口系统的相似性。对于土卫六（泰坦），书中描绘了其独特的甲烷循环系统，探讨了在低温、富含有机物环境下，是否可能演化出与地球水基生命完全不同的“异形生命”。 柯伊伯带与奥尔特云的原始物质研究： 太阳系的最外层是早期太阳系形成的“时间胶囊”。本书介绍了几次成功的边际任务（如“新视野号”）对冥王星及其卫星的近距离观测数据，解释了这些冰冷天体上复杂的表面地貌和冰火山现象，以及它们如何为我们理解太阳系早期行星形成的动力学模型提供了关键约束。 第二部分：系外行星——搜寻“第二地球”的复杂工程 随着詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的启用，我们对系外行星的理解已经从简单的“发现者”转变为“特征分析者”。本部分集中于如何定义和识别宜居世界。 宜居带的重新定义： 书中摒弃了传统上对“宜居带”（Goldilocks Zone）的狭隘理解，引入了“大气宜居性”、“地质宜居性”和“气候稳定性”等多个维度。详细分析了超级地球和迷你海王星这两种常见系外行星类型，探讨了它们大气层中潜在的“失控温室效应”或“氢包层”对生命孕育的制约。 大气光谱的生命信号解析（生物标记物）： 这是本书的核心技术部分之一。我们剖析了利用透射光谱法探测系外行星大气中特定分子（如氧气、臭氧、甲烷、水蒸气甚至磷化氢）的原理。书中特别设立章节讨论了“假阳性”信号的规避策略，即如何区分由非生物过程产生的化学平衡态，与真正由活跃生命活动导致的远非平衡态的信号。例如，如何科学地评估大气中高浓度氧气的地质起源可能性。 TRAPPIST-1系统与临近恒星的重点关注： 详细介绍了对距离较近、拥有多个岩石行星系统的恒星系进行持续监测的必要性。书中包含了对这些行星轨道共振、潮汐锁定效应以及潜在磁场保护机制的深入模型模拟。 第三部分：地外文明的印记——SETI与信息解码 本书的终极追问集中在：宇宙中是否已经存在智慧生命，我们如何找到它们，以及我们应该如何回应？ 电磁波搜寻的演进与困境： 系统回顾了经典射电SETI项目（如“绿岸计划”）的百年历程，并介绍了新一代基于大规模阵列望远镜（如SKA）的广域、高灵敏度搜寻策略。重点讨论了如何从浩瀚的宇宙背景噪音中，精确识别出具有非随机、高信息熵特征的“技术信号”（Technosignatures）。 非电磁信号的探索： 本部分拓宽了搜寻视野，探讨了寻找戴森球（Dyson Sphere）等巨型工程结构的可能迹象（如异常的红外辐射特征），以及利用激光脉冲进行定向信息传输的理论可行性。同时，也严肃讨论了搜寻地质学上极度古老、可能已经消亡的文明遗迹的可能性。 “费米悖论”的当代解释： 我们没有看到任何外星文明存在的证据，这背后的原因是什么？本书汇集了当前主流的解释模型，从“大过滤器”（Great Filter）理论的各个阶段探讨（生命起源困难、智能爆发稀有性、自我毁灭倾向），到“动物园假说”或“星际旅行成本过高”的社会学解释，为读者提供了多角度的思辨框架。 星际信息发送的伦理与安全考量（METI）： 在积极搜寻的同时，我们也必须审慎对待“主动发送信息”（Messaging Extraterrestrial Intelligence）的伦理辩论。书中平衡地展示了支持者对推动文明交流的渴望，以及反对者对潜在风险的担忧，强调了全球科学界在决策发送任何信息之前所应承担的责任。 --- 《宇宙深空探索与地外生命追寻》不仅仅是对已知科学发现的总结，更是一次对人类认知边界的勇敢挑战。它激发读者以跨学科的视角，深入思考生命在宇宙中的位置，以及我们文明在浩瀚时空中的独特价值。本书适合对天文学、行星地质学、生物学交叉领域感兴趣的科研工作者、高年级学生以及所有对宇宙终极问题怀抱好奇心的普通读者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的深度和广度真是让人有点“望而生畏”，但正是这种挑战感，让我更有动力去啃下去。它不像市面上很多浅尝辄止的科普读物，而是真正深入到了海洋科学的“骨架”部分。比如，它对中尺度涡流的研究，从数学模型到实际观测数据的分析，都给出了非常细致的剖析。我发现作者在组织材料时，采用了层层递进的结构，先是基础概念，然后逐步引入更复杂的理论和尚未解决的前沿问题。这种编排方式，让读者即使在面对晦涩的专业术语时，也能通过上下文的铺垫慢慢理解其内在逻辑。我花了好几天时间才消化完关于海洋声学定位的那几个章节，过程中不得不查阅了不少相关的物理学资料，但最终的收获是巨大的。这本书对那些有志于从事海洋研究的学生或者业余爱好者来说，简直是一份不可多得的“进阶指南”。它不是简单地罗列事实，而是引导你去思考“为什么”和“如何解决”，这种思维上的训练，比记住一堆知识点要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对海洋生态系统相互作用特别感兴趣的读者，这本书里关于生物地球化学循环的论述简直是我的“精神食粮”。作者非常巧妙地将海洋食物网的能量流动与大气碳循环的宏大叙事结合起来，让人读后对海洋在地球气候调节中的核心作用有了全新的认识。最让我印象深刻的是，书中讨论了“生物泵”效率的临界点问题，并引用了近期几次大型科考的实地数据进行佐证，数据分析的严谨性毋庸置疑。相较于其他科普书的“浪漫化”描述，这本书显然更侧重于科学证据和量化分析，这使得它在可信度上拔高了一个层次。我甚至发现了一些我以前在专业期刊上看到但未深入理解的图表，在这本书里得到了更通俗易懂的背景解释。这本书的编辑工作做得也非常出色，章节之间的逻辑衔接自然流畅，仿佛在讲述一个跨越数亿年的宏大史诗，而不是一堆零散的知识点堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，说实话，充满了意外的惊喜和偶尔的“抓耳挠腮”。我非常欣赏作者试图用最接近大众语言去解释那些极其复杂的海洋生物演化史和地质变迁过程。比如，在描述古海洋环境重建的那部分，作者没有直接抛出碳同位素测年的数据，而是先用一个生动的类比，将地质时间的概念具象化，这一下子就拉近了与读者的距离。当然，也有一些章节的密度实在太大了，比如关于深海微生物群落多样性的研究，那密密麻麻的物种名录和复杂的生态网络图，让我的阅读速度一下子降了下来，我不得不放慢速度，边查阅背景资料边做笔记。但正因为如此，我才更确定这不是一本速食读物，它需要时间和心力去“征服”。这本书的价值就在于，它敢于直面海洋科学中最具挑战性的那些“硬骨头”，并提供了一个清晰的路径去观察和理解它们，而不是绕开这些难题。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本书的初衷，是希望能在闲暇时间放松一下，但没想到它提供的却是精神上的“高强度锻炼”。这本书的叙事风格非常具有“探险感”，它不是在讲解已知的知识，而更像是在带领我们跟随最前沿的科学家们一起，去探索那些尚未被完全解答的未知领域。比如，对于“深海蓝碳储存的长期稳定性”这个议题，书中呈现了多种相互竞争的假说，并分析了每种假说在观测数据面前的优劣势，这种辩证性的呈现方式，极大地激发了我的批判性思维。它没有给我们一个简单的是非答案，而是展示了科学研究本身就是一个不断修正、不断逼近真相的过程。这本书的排版也十分考究，大开本的尺寸保证了图文的清晰度，阅读起来非常舒适，即使长时间阅读也不会感到视觉疲劳。总而言之，这是一本能够真正提升你对现代海洋科学认知水平的重量级作品，是知识的“硬通货”。

评分☆☆☆☆☆

这本《10000个科学难题-海洋科学卷》的装帧设计简直太棒了，封面那深邃的蓝色调，配上一些抽象的海洋生物剪影，立刻就抓住了我的眼球。拿到手里沉甸甸的，感觉内容一定非常充实。我本来是抱着随便翻翻的心态买的，毕竟“10000个难题”这个标题听起来有点夸张，但深入阅读后，才发现它真的是一部海洋知识的宝库。书里对深海热液喷口、海洋酸化、甚至是最前沿的海洋生物基因测序技术都有着非常详尽的介绍。我尤其喜欢它对不同科学分支的融合处理，比如如何将物理学原理应用于潮汐研究，或者化学知识如何解释海水的盐度变化。文字描述既有专业性，又不失生动，即便是对海洋科学了解不深的人也能读得津津有味。而且，书中的配图质量非常高，那些高清的海洋生态照片和复杂的科学图表，极大地增强了阅读体验。读完前几章，我已经能和朋友们聊一些关于洋流形成的基本机制了，感觉自己的知识面瞬间拓宽了一大截。这本书的价值远超我的预期，是那种值得收藏和反复阅读的科普佳作。