具体描述
《全球变化与地球系统科学系列：陆面观测、模拟与数据同化》围绕陆面过程的数据同化方法框架，从数据源、模型参数化、同化理论和同化方法的应用四个方面，系统地阐述了水分和能量循环的定量描述手段。第1～3章介绍目前先进的监测手段和可用于数据同化系统中的数据源，包括我同风云卫星和美国NASA卫星的系列数据。第4、5章讲述青藏高原陆面过程模拟存在的问题与改进，并论述水文模型参数化和参数估计的新方法。第6～10章介绍数据同化的桐关理论和方法，并重点探讨了数据同化系统中模型误差和观测误差的估计方法以及多尺度卡尔曼平滑框架。第11～14章讲述数据同化的应用，综述了颇具影响力的北美陆面数据同化系统，并给出了同化方法应用于土壤湿度、作物模拟和水文模型参数估计等研究领域的实例。
《全球变化与地球系统科学系列：陆面观测、模拟与数据同化》面向遥感、大气、水文、生态、环境及全球变化等领域和农业估产方向的研究人员、研究生和高年级本科生。一定的数学基础和建模方面的知识背景将会有助于对《全球变化与地球系统科学系列：陆面观测、模拟与数据同化》的理解。
作者简介
目录信息
1.1 引言
1.2 大气驱动数据
1.2.1 辐射数据
1.2.2 空气温度
1.2.3 水汽
1.2.4 降水
1.3 陆表遥感数据产品
1.3.1 地表温度
1.3.2 地表反照率
1.3.3 叶面积指数
1.3.4 FPAR
1.3.5 植被指数
1.3.6 土壤湿度
1.4 模型参数化的土地覆盖数据
1.5 小结
参考文献
第2章 中国第二代极轨气象卫星——风云三号及其在全球监测中应用
2.1 中国气象卫星历史回顾
2.2 风云三号系列卫星的任务
2.3 FY-3A和FY-3B星上遥感仪器
2.4 FY-3A和FY-3B地面应用系统设计
2.5 风云三号1级和2级产品
2.6 数据存档和服务
2.7 风云三号资料在多领域的应用示例
2.7.1 全球天气监测
2.7.2 合风监测
2.7.3 卫星资料同化和数值天气预报
2.7.4 全球臭氧监测
2.7.5 空气质量监测
2.8 讨论和总结
参考文献
第3章 NASA卫星与模型的陆面数据服务——数据获取指南
3.1 NASA陆面产品介绍
3.1.1 NASA卫星陆面观测
3.1.2 NASA卫星陆面产品、数据加工级别、数据分辨率及数据格式
3.1.3 NASA陆面数据同化模型产品
3.2 搜索和订购NASA地球科学数据产品
3.2.1 NASA地球科学数据与信息服务中心
3.2.2 从集中式系统查找和获取数据
3.2.3 从数据归档中心查找陆面数据
3.2.4 获取Landsat数据
3.2.5 从GESDISC获取数据
3.3 NASA在线可视化服务
3.4 支持的研究项目与数据和服务使用示例
3.4.1 NASA数据支持的研究项目——NEESPI和MAIRS
3.4.2 利用Giovanni绘制示例地图
3.5 总结
参考文献
第4章 旱区及高海拔地区陆面过程分析与模拟
4.1 陆面过程模型简介
4.2 旱区和高海拔地区陆面过程模拟中存在的问题
4.2.1 旱区陆地和大气之间的热耦合
4.2.2 高寒草地的土壤分层现象
4.2.3 土壤蒸发表层阻抗
4.3 旱区和高海拔地区陆面参数化的发展
4.3.1 热力学粗糙度参数化方案及其验证
4.3.2 土壤垂向异质性的逆向分析
4.3.3 土壤蒸发表层阻抗参数化方案
4.4 地表过程模拟的改进
4.4.1 新热力学粗糙度参数化方案对旱区模拟的改进
4.4.2 考虑高寒草地土壤垂向异质性对模拟的改进
4.4.3 新土壤蒸发表层阻抗对模拟的改进
4.5 总结和建议
参考文献
第5章 水文模型参数化和参数估计方法综述
5.1 概述
5.2 水文模型综述
5.2.1 水文模型基本概念
5.2.2 现代水文建模的发展方向
5.3 参数估计方法综述
5.3.1 自动校正的条件
5.3.2 目标函数的选择
5.3.3 流行的水文模型优化算法
5.4 结论
参考文献
第6章 遥感数据和陆面模型的同化——理论与方法
6.1 数据同化理论
6.1.1 模型的不确定性
6.1.2 观测的不确定性
6.1.3 陆面数据同化概述
6.2 数据同化方法
6.2.1 数据同化方法分类
6.2.2 数据同化的贝叶斯理论基础
6.2.3 集合卡尔曼滤波
6.3 陆面数据同化研究实例
6.3.1 同化MODIS地表温度以提高土壤温度廓线估计精度
6.3.2 同化被动微波遥感观测提高冻土活动层土壤温度估计精度
6.4 总结与展望
参考文献
第7章 陆面数据同化系统模型误差和观测误差的协方差估计
7.1 引言
7.2 研究背景
7.3 现代陆面模型中的应用
7.4 存在的挑战
7.4.1 观测误差自相关
……
第8章 集合卡尔曼滤波同化中误差方差矩阵的膨胀调整
第9章 陆面数据同化系统误差估计问题综述
第10章 多尺度卡尔曼平滑框架及其在数据同化中的应用
第11章 北美陆面数据同化系统概述
第12章 土壤湿度数据同化——用于季节性气候预报中的状态初始化
第13章 同化遥感数据与作物模拟模型的农业应用研究——最新进展与发展方向
· · · · · · (收起)
读后感
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用户评价
整本书的语言风格给我带来了一种既权威又不失亲和力的感觉。尽管内容涉及尖端的科学理论和复杂的数学模型，但作者在阐释复杂概念时，总是能找到恰当的比喻和直观的类比。例如，描述数据同化过程时，它没有直接抛出繁复的卡尔曼滤波方程，而是先用一个生动的场景来解释“最优估计”的直觉意义。这种“慢热型”的讲解方式，极大地降低了初学者的畏难情绪。同时，它的专业术语使用精准无误，显示出作者深厚的学术功底，确保了专业读者不会因为过度简化而感到内容肤浅。这种平衡拿捏得恰到好处，使得这本书可以横跨本科高年级到博士研究生，乃至相关领域工程师的阅读需求。
评分这本书的章节逻辑组织，展现了一种罕见的宏观视野与微观深度的完美结合。它没有急于陷入技术细节的泥潭，而是首先构建了一个清晰的理论框架，引导读者逐步理解“全球变化”这一概念是如何从宏观的能量平衡过渡到微观的气候反馈机制。这种循序渐进的叙述方式，对于跨学科背景的读者极为友好。每一个关键概念的引入，都伴随着清晰的历史脉络梳理，使人明白当前研究的立足点和局限性。尤其是在某一核心章节对地球系统各圈层相互作用的论述中，作者运用了一种类似交响乐团指挥的笔法，将大气、海洋、冰冻圈和生物圈的动态关系描绘得层次分明，极大地拓宽了我对地球作为一个整体运行机制的理解。
评分阅读完这本书的体会，更像是一次对未来科学方向的深度展望。它不仅仅是对现有知识的总结，更像是一份沉甸甸的“未来研究路线图”。在涉及新兴技术，例如遥感数据融合和高分辨率数值模拟的章节中，我能清晰地感受到作者对当前研究瓶颈的敏锐洞察，以及对未来突破口的期许。书中对“数据鸿沟”和“模型偏差”的坦诚讨论，体现了一种科学的谦逊态度，即承认我们对地球的认知仍处于不断完善的过程中。这种前瞻性和开放性的讨论，极大地激发了我对未来参与气候和环境研究工作的热情，它让人意识到，我们手中掌握的工具和方法，正以前所未有的速度推动着对这个蓝色星球理解的边界向前延伸。
评分我不得不赞扬这本书在论述方法上的创新性。它似乎避免了传统教科书那种纯粹的罗列和描述，而是采用了大量“问题导向”的案例分析。例如，在探讨某一特定区域的水循环失衡时，作者并没有停留在现象的描述上，而是深入挖掘了驱动该变化的长期气候趋势与短期极端事件之间的耦合模式。这种分析方法迫使读者像一个真正的地球系统科学家那样去思考：面对不确定性极高的预测模型，我们应如何利用观测数据去约束和校准，以期达到更可靠的预警能力。这种强调批判性思维和实际数据处理能力的导向，对于渴望将理论付诸实践的科研工作者来说，简直是如获至宝。
评分这本书的装帧设计给我留下了深刻的第一印象。封面采用了深邃的蓝色调，仿佛蕴含着宇宙的奥秘，中央的图案设计抽象而富有科技感，暗示着复杂系统的运作。纸张的质感非常出色，厚实而平滑，拿在手中有一种沉甸甸的专业感。内页的排版布局清晰、严谨，图表和公式的呈现清晰易读，即便是涉及复杂数据的部分，也能通过精心的设计保持较高的可读性。这本书的实体触感，与它所承载的宏大主题——地球系统的复杂性——形成了完美的呼应。它不仅仅是一本知识的载体，更像是一件精心制作的工艺品，让人在阅读之前就感受到出版方的用心和对科学精神的尊重。我甚至忍不住在书架上多看了它几眼，这种高品质的物理呈现，极大地提升了我的阅读期待值，让人愿意花费更多时间去细细品味其中的内容。
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