Evolution of Physical Oceanography pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:MIT Press

作者:Bruce A. Warren

出品人:

页数:623

译者:

出版时间:1980

价格:USD 65.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780262231046

丛书系列:

图书标签:

• 海洋学
• 物理海洋学
• 海洋演化
• 海洋动力学
• 海洋环流
• 海洋观测
• 海洋模型
• 气候变化
• 海洋科学
• 地球物理学

好的，以下是关于一本名为《海洋物理过程的演变》的图书的详细简介，该简介旨在全面介绍该书可能涵盖的主题和深度，同时避免提及您原有的书名《Evolution of Physical Oceanography》。 --- 海洋物理过程的演变：从经典理论到前沿探索 一部全面、深入地探讨全球海洋动力学、热力学及其复杂相互作用的权威著作 本书旨在为海洋科学、地球物理学以及相关领域的研究人员、高级学生和专业人士提供一个无与伦比的框架，用以理解驱动我们星球上最大水体的复杂物理机制。它不仅系统梳理了塑造现代海洋物理学的关键概念和数学工具，更深入剖析了当前海洋学前沿领域的研究热点与挑战。 第一部分：海洋物理学的基石与理论框架 本书的开篇部分奠定了坚实的理论基础，构建了理解海洋现象所需的数学和物理语言。 第一章：流体力学基础与海洋尺度分析 本章从经典的流体力学原理出发，侧重于粘性、无粘性流动的描述，并引入了重要的无量纲参数，如雷诺数（Reynolds Number）、罗斯比数（Rossby Number）和傅汝德数（Froude Number）。重点阐述了如何利用这些尺度分析工具来确定特定海洋现象（如边界层、涡旋或行星尺度环流）中最主要的物理力。特别关注了压力梯度力、科里奥利力、浮力与粘性力之间的相对重要性，为后续建立更复杂的海洋动力学模型做铺垫。 第二章：静力学、浮力和密度驱动的环流 深入探讨了海洋中的密度结构，重点分析了温度和盐度对海水状态方程的影响。详细阐述了浮力驱动的垂直运动，如海洋热盐环流（Thermohaline Circulation）的理论基础。通过引入静力平衡（Hydrostatic Balance）的概念，分析了水体在垂直方向上的受力状态，并引入了比浮力频率（Brunt-Väisälä Frequency）来描述水体垂直位移后的振荡特性。 第三章：科里奥利效应与地转平衡 本章专注于地球自转对海洋运动的显著影响。详细推导了地转风（Geostrophic Wind）和地转流（Geostrophic Current）的数学关系，解释了地转平衡在理解大尺度海洋环流（如大洋西边界流）中的核心作用。同时，讨论了惯性流（Inertial Flow）和科里奥利力在涡旋动力学中的作用。 第四章：运动方程的完整形式与简化模型 系统地推导了适用于海洋的完整Navier-Stokes方程，并引入了湍流的参数化问题。在此基础上，重点介绍了用于描述不同尺度运动的简化模型，如浅水波方程（Shallow Water Equations）、赤道海洋模型，以及用于分析行星尺度运动的Beta平面近似。 第二部分：大尺度环流与能量传递 本部分将理论框架应用于解释全球海洋的主要动力学特征，聚焦于驱动全球热量和物质输送的机制。 第五章：风驱动环流与斯托克斯定理 详尽分析了风场如何通过切应力驱动表层海洋环流。深入解析了Ekman输运（Ekman Transport）的理论，并利用Ekman抽吸/上升（Upwelling/Downwelling）解释了沿岸和赤道区域的物质垂直交换。随后，本章引入Sverdrup平衡，阐述了如何通过风场驱动来解释大洋中尺度环流的再分配机制。 第六章：大洋环流的反馈与边界层 着重探讨了西边界流的形成机制，如Moffatt环流理论和Stommel模型，解释了为何大洋西部存在强度高、宽度窄的强大洋流。同时，深入分析了海洋混合层（Mixed Layer）的形成、演变及其与大气边界层的相互作用，以及湍流混合在垂直能量扩散中的作用。 第七章：行星尺度环流与热盐动力学 本章超越了风场的作用，聚焦于驱动深层海洋和全球热盐环流的密度梯度。详细考察了温盐度在驱动深水形成和海洋“大输送带”中的角色。讨论了溶解氧、碳酸盐系统等物质在环流中的传输过程，将物理过程与生物地球化学循环紧密联系起来。 第三部分：海洋波动、混合与小尺度过程 本部分转向海洋中传播的各种波动现象，以及对能量耗散和混合至关重要的次网格尺度过程。 第八章：海洋波浪动力学 涵盖了从重力波（Gravity Waves）到惯性波（Inertial Waves）的广泛谱系。详细分析了表面重力波的色散关系、群速度和相速度。同时，探讨了行星波（如开尔文波、怀特霍尔波）在海洋内部和边界上的传播特性，及其对中尺度涡旋能量的影响。 第九章：中尺度涡旋与湍流混合 这是对海洋复杂性理解的关键部分。详细描述了中尺度涡旋（Mesoscale Eddies）的生成、生命周期和能量级联过程。特别关注了如何通过非线性动力学机制将大尺度动能转化为中尺度涡旋动能，进而通过湍流扩散消耗能量，实现海洋内部的有效混合。 第十章：内部波与海洋混合 专门探讨了发生在海洋内部、由浮力梯度支撑的内部波（Internal Waves）。阐述了内部波的产生机制（如潮汐与地形的相互作用），及其在向内耗散、驱动垂直剪切和产生强烈内部混合方面的决定性作用。本章结合最新的观测数据，讨论了内部波对海洋热量再分配的贡献。 第四部分：海洋与气候系统的耦合及前沿方法 最后一部分将视角拓宽到全球气候系统，并介绍了现代海洋学研究中依赖的前沿观测与建模技术。 第十一章：海洋与大气相互作用的反馈 分析了海洋如何通过热量、水分和动量通量来调节气候系统。重点讨论了厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等关键海气耦合模态的物理机制，包括风应力的反馈、海洋热容量的再分配对大气环流的影响。 第十二章：观测技术、数据同化与数值模拟 本章系统介绍了现代海洋学研究的工具箱。涵盖了卫星遥感（高度计、辐射计）、浮标阵列（Argo计划）、声学测量和拖曳式测量仪器的原理与应用。随后，详细介绍了数据同化（Data Assimilation）技术，解释了如何将不规则的观测数据融入到复杂的海洋环流模型中，以提高预报准确性。最后，对当前高性能计算驱动下的海洋环流模型（GCMs）的结构、分辨率依赖性及未来挑战进行了评估。 结论：未解之谜与未来展望 本书在最后总结了当前海洋物理学面临的几大挑战，例如深层海洋混合机制的精确量化、云层与海洋相互作用的尺度耦合，以及如何更有效地将物理模型与化学、生物过程集成。本书为读者提供了深入理解这些问题的坚实基础，并展望了未来几十年海洋科学可能突破的方向。 --- 本书的叙述风格严谨而富有洞察力，通过清晰的数学推导、丰富的图表案例和对关键物理图像的深刻阐释，力求使复杂的海洋物理过程变得清晰可辨。它不仅仅是一本教科书，更是对海洋动力学精妙结构的深度探索之旅。

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我不得不说，这本书成功地将海洋科学的“历史性”与“前沿性”进行了完美的融合。它没有沉湎于对过去的简单回顾，而是将每一次理论的诞生都置于当时的技术背景下进行审视，并迅速将读者的注意力导向当前未解决的关键问题。例如，在讨论全球温盐环流（Thermohaline Circulation）的最新观测数据时，作者不仅总结了现有的模型预测，还提出了几个目前仪器限制下尚无法有效观测的关键瓶颈，这使得读者在了解历史贡献的同时，能够清晰地看到未来十年海洋物理学家们可能需要攻克的堡垒。这种前瞻性的视角，让这本书的价值远超一本单纯的教科书或史书。它更像是一份“未来行动纲领”的奠基石。对于那些渴望参与到海洋科学最前沿研究的年轻学者来说，这本书提供的理论深度和问题意识，无疑是一剂强心针，它既教会了我们如何思考，更指明了值得深入探索的方向，让我感到自己站在了巨人的肩膀上，正眺望着更远的彼岸。

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老实说，刚拿到这本厚厚的专业著作时，我的内心是有些忐忑的。我担心它会是那种充斥着晦涩难懂的数学公式和只有少数专家才能理解的术语的“天书”。然而，随着阅读的深入，我发现我的担忧完全是多余的。这本书的叙事风格非常引人入胜，它更像是一位经验丰富的海洋学家在向一位充满好奇心的学生娓娓道来他毕生的研究心得。作者在解释那些复杂的海洋动力学原理时，总能找到恰到好处的类比和实际的例子，这使得即便是像我这样并非科班出身的读者，也能大致跟上思路。比如，关于海洋热力学和辐射平衡的章节，作者并没有直接抛出复杂的方程组，而是先从太阳照射地球不同纬度的直观感受入手，逐步引导读者理解能量如何在海洋中重新分配，这种循序渐进的方式极大地降低了入门的门槛。虽然书的内容深度毋庸置疑，但其内在的“人情味”——对科学探索中遇到的挫折和灵感的描绘——使得阅读体验远超预期的轻松和愉悦。我尤其欣赏作者在论述不同学派观点冲突时所持的平衡态度，这展现了一种成熟的学术风范。

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这本关于物理海洋学的演进的书籍，从头到尾都散发着一股深邃而又严谨的学术气息。作者似乎对这个领域的发展脉络有着近乎痴迷的掌握，他不仅仅是罗列事实和理论的堆砌，更像是带领我们进行了一场穿越时空的田野考察。阅读过程中，我时常能感受到那种将复杂现象简化、将抽象概念具象化的智力上的快感。例如，对于早期洋流模型与现代数值模拟的对比，作者的处理方式极其细腻，他没有简单地赞美新技术，而是深入剖析了早期理论家们在资源匮乏的条件下如何运用惊人的洞察力建立起基础框架，这种对历史的尊重和审视，让整本书的厚重感油然而生。特别是对中尺度涡旋研究的梳理部分，那种从观测困难到理论突破，再到全球气候模型整合的逻辑推进，看得人热血沸腾，仿佛自己也参与了那场漫长而艰辛的科学探索。这本书的行文结构非常扎实，章节之间的衔接如同精密的齿轮咬合，不会让人有任何松散或脱节的感觉。对于希望全面理解物理海洋学发展史的专业人士而言，这无疑是一部不可或缺的参考巨著，它提供的视角既广阔又深入，让人在合上书本后，仍能感受到思维在广袤海洋中回荡的余韵。

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这本书最让我感到惊喜的是它在探讨不同尺度物理过程相互作用方面的处理手法。海洋现象往往是多尺度的交织体——从微观的湍流混合到跨越半个地球的巨型环流，它们之间既有因果关联，又存在着复杂的非线性反馈。这本书没有采取孤立地讲解各个尺度的做法，而是建立了一个统一的理论框架，来解释这些过程是如何耦合在一起的。我特别欣赏作者在描述中尺度过程（如涡旋）如何影响深层水团输运的章节，他巧妙地运用了能量通量和物质守恒的视角，将原本看似分离的现象联系起来。这种系统性的思维模式，对于理解气候系统中的海洋角色至关重要。阅读时，我能清晰地感受到作者试图构建一个完整、自洽的海洋动力学宇宙图景的努力。它迫使我跳出以往习惯的单一尺度分析，转而用一种更宏大、更全面的视角去看待海洋的复杂性。这不仅仅是知识的积累，更是一种思维方式的重塑，对于任何试图理解气候变化和海洋资源管理的读者来说，这种全局观是无价之宝。

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这本书的排版和图表质量绝对是业界顶尖水准，这对于一本强调“物理”的著作来说至关重要。我特别关注了其中关于海浪理论和边界层物理的插图，它们清晰、准确，并且与文字描述完美契合。很多学术书籍的图表往往是简单的线条示意，但在这里，每一个图都像是精心制作的艺术品，同时兼顾了科学的严谨性。例如，描绘地球科里奥利力对大规模环流影响的剖面图，其色彩梯度和矢量箭头设置得极其考究，让人一眼就能捕捉到宏观运动的精髓。对于研究者而言，这意味着他们可以直接将这些高质量的图表用于教学或演示，而无需进行二次处理。此外，作者在引用历史文献和现代研究成果时，采用了非常规范且易于追溯的格式，这极大地便利了深度研究者进行文献溯源。总而言之，从物理呈现到资料引用，这本书在形式和内容上都体现出极高的制作标准，它不仅是一本知识的载体，也是一本值得珍藏的案头工具书。

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