Instructor's Guide to Accompany Science of Earth Systems

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出版者:
作者:Stephen D. Butz
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2008
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9781418041236
丛书系列:
图书标签:
  • Earth Science
  • Environmental Science
  • Geology
  • Instructor's Guide
  • Science Education
  • Curriculum
  • Teaching Resources
  • Higher Education
  • Textbook Supplement
  • STEM
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具体描述

《地球系统科学:原理与应用》导览 本书简介 《地球系统科学:原理与应用》并非一本单纯的教科书,它是一份深入的指南,旨在引导读者全面理解地球这个复杂、动态的生命支持系统。本书的重点在于整合各个学科的知识——包括地质学、海洋学、大气科学、生物学以及人类学——来构建一个统一的、跨学科的地球系统框架。它着眼于解释地球各个圈层之间如何相互作用,以及这些相互作用如何塑造我们今天的环境,并预测未来的变化趋势。 本书的结构清晰,内容详实,分为六大核心模块,旨在提供一个从基础理论到前沿应用的完整学习路径。 --- 第一部分:地球系统的基础构建块 本部分首先奠定了理解地球系统的理论基础。它超越了传统单一学科的视角,强调系统思维的重要性。 第一章:地球系统科学的兴起与核心概念 本章追溯了地球系统科学(Earth System Science, ESS)如何从传统地球科学中演化而来,并确立了其核心方法论。我们探讨了“系统”的定义,包括系统的边界、输入、输出、反馈机制(正反馈与负反馈)以及稳态(Homeostasis)的概念。通过分析地球的四个主要圈层——岩石圈、水圈、大气圈和生物圈——如何构成一个相互连接的整体,读者将掌握分析复杂环境问题的基本工具。 第二章:能量流动与物质循环 地球系统的运作依赖于两大驱动力:太阳能输入和地球内部热能。本章详细剖析了太阳辐射如何驱动气候系统,包括能量平衡的计算和温室效应的物理机制。同时,本书深入研究了关键物质的全球循环,特别是碳循环、氮循环和水循环。对于碳循环的讨论,将特别关注其在不同时间尺度(地质、地质年代、现代)上的变化,并引入了生物地球化学循环(Biogeochemical Cycles)的概念,解释生物体在调节这些循环中的关键作用。 --- 第二部分:圈层间的相互作用 本部分聚焦于地球不同圈层之间发生的动态交换和反馈过程。 第三章:大气与气候的动力学 本章是关于地球表层能量转换和运动的深度探讨。内容涵盖大气环流模式(如哈德莱环流、科里奥利力)、天气系统的形成与演变。重点分析了气候系统中的水汽和云层的反馈效应。此外,本章也引入了古气候学的基本概念,通过分析冰芯、沉积物等代理数据来重建过去的地球状态,从而理解气候系统对长期变化的敏感性。 第四章:海洋与气候的耦合 海洋被视为地球系统的主要热量和碳的汇。本章详细介绍了海洋环流系统,包括表层环流(风驱动)和深层热盐环流(温盐环流)。对海洋热力学和溶解气体(特别是二氧化碳)的吸收机制进行了深入分析。一个重要的讨论点是“海洋吸收碳的能力”及其对海洋酸化和生物多样性的长期影响。 第五章:地圈与生物圈的生命交响 本章关注地质过程如何为生命提供基础,以及生命如何反过来塑造地质环境。内容包括岩石圈的板块构造运动、火山活动及其对大气成分的长期影响。同时,探讨了土壤的形成过程(风化作用)与生物群落(植被)的相互影响,特别是植被覆盖度如何调节地表反照率和水文过程。 --- 第三部分:人类世的影响与未来挑战 本部分将视角转向当前人类活动对地球系统的深远影响,这是本书最为关键和及时的部分。 第六章:人类活动对地球系统的扰动 本章系统性地评估了工业革命以来人类对全球循环和反馈机制的干预。内容涵盖了化石燃料燃烧导致的温室气体浓度上升、土地利用变化(如森林砍伐)对水文循环和生物多样性的影响,以及污染物(如氮、磷、塑料)在不同圈层中的迁移与富集。本章强调了“临界点”(Tipping Points)的概念,即系统可能在未预料的情况下,快速、不可逆转地进入新的状态。 第七章:全球变化与可持续性 这是对当前环境挑战的综合分析。深入讨论了气候变化对海平面上升、极端天气频率增加的影响,以及生物多样性丧失的驱动因素。本章的核心在于探索可持续性的科学基础,探讨适应和减缓策略的有效性。它不仅仅描述问题,更侧重于基于系统科学的解决方案设计,例如碳捕获与封存(CCS)、生态系统服务评估以及区域尺度的综合管理方案。 --- 附录与资源 本书提供了丰富的补充材料,包括关键术语表、地球系统科学的数学模型基础介绍(不要求深厚背景,但提供理解模型运作的工具),以及一个推荐的开放数据资源列表,供读者进一步探索实时和历史地球系统数据。 目标读者 本书为高年级本科生、研究生以及在环境科学、地理学、政策制定或工程领域工作的专业人士设计。它要求读者具备基础的科学素养,但不需要深厚的专业背景,即可掌握跨学科分析复杂地球问题的能力。通过严谨的科学论证和清晰的图表展示,本书旨在培养新一代能够全面思考和解决全球环境挑战的科学家和决策者。

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读后感

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用户评价

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从书名来看,这本书似乎提供了一个深入探索地球系统科学的途径。我对此领域的研究一直抱有浓厚的兴趣,尤其对那些能够揭示地球运作奥秘的科学解释充满渴求。我希望这本书能够循序渐进地引导读者,从基础的概念出发,逐步深入到更复杂的地球系统模型和理论。我设想它会包含大量的图表、示意图和案例分析,用以形象地展示那些抽象的科学原理。例如,关于地幔对流的解释,我希望能够看到清晰的图示,展示岩石圈板块的运动如何与地幔的能量流动相互作用。对于气候系统的描述,我希望能够理解不同时间尺度上的气候变化,以及它们背后的驱动因素,例如太阳辐射的变化、地球轨道的参数以及温室气体的浓度。更让我期待的是,这本书是否会涉及地球系统的历史演变,比如生命起源、大氧化事件以及冰河时代等,这些事件如何塑造了我们今天的地球。这本书的出现,对我来说,意味着一个探索地球奥秘的全新旅程的开始,我希望它能够给我带来深刻的启迪和全新的认知。

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这本书的出现,对我而言,是填补了我对地球“整体性”认识的空白。我长期以来学习的是各个独立的地理、生物、化学等学科,但一直渴望将它们联系起来,形成一个统一的认识。我期待这本书能够提供一个整合的视角,让我能够理解地球的各个组成部分——岩石圈、水圈、大气圈、生物圈——是如何相互作用,共同构成一个复杂的、动态的系统。我希望书中能够详细阐述,例如,海洋中的浮游生物如何通过光合作用影响大气中的二氧化碳含量,又如何成为海洋食物链的基础。我也对陆地生态系统如何调节水循环和碳循环感到好奇。这本书的价值在于,它能够帮助我打破学科壁垒,建立一种跨学科的思维方式,从而更全面、更深入地理解地球的运作。我希望它能够引导我思考,人类活动作为地球系统中的一个重要组成部分,是如何改变着这些自然过程,以及我们应该如何以一种更负责任的态度与地球系统共存。

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这本书的吸引力在于它所承诺的“系统性”和“科学性”。我一直认为,真正理解一个复杂的科学体系,关键在于把握其内在的逻辑和联系。地球系统科学之所以吸引我,正是因为它试图将我们所居住的这个星球视为一个整体来研究,这种全局观是其他学科难以比拟的。我希望这本书能够清晰地梳理出地球系统内部各个子系统之间的相互作用机制,例如,大气中的温室气体浓度升高是如何影响海洋的温度和酸度,进而又如何反馈作用于陆地生态系统和生物多样性。我特别感兴趣的是,这本书是否会探讨地球系统的反馈机制,以及这些机制是如何维持或打破地球系统的平衡状态的。我渴望了解,在漫长的地质年代里,地球系统经历过哪些重大的转变,这些转变又是由哪些因素驱动的。同时,我也希望这本书能帮助我理解当前我们正面临的环境挑战,比如气候变化、资源枯竭以及生物多样性丧失,究竟是地球系统自身演化的结果,还是人类活动干预所导致的。这本书的价值,不仅仅在于知识的传递,更在于它能否帮助我们建立一种对地球系统的整体认知,从而更好地理解我们自身在其中的位置和责任。

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这本书的出现,对我来说就像在浩瀚的科学海洋中找到了一座灯塔。我一直对地球系统科学这个领域充满好奇,但苦于没有合适的入门指南,总是感觉抓不住重点,碎片化的知识点难以串联成完整的体系。当我翻开这本书的封面,那种沉甸甸的质感和精美的排版就给我留下了深刻的第一印象。我迫不及待地想知道,这本书将如何引领我穿越复杂的地球科学概念,如何将地质学、气象学、海洋学、生物学甚至是人类活动这些看似独立的领域,巧妙地编织成一个有机的整体。我期待它能够提供一种全新的视角,让我能够理解地球作为一个动态、相互关联的系统的运作方式,而不是仅仅将它们视为孤立的学科。例如,我希望它能清晰地解释板块构造理论如何影响地貌形成,以及火山活动和地震如何与大气环流和海洋变化产生联动效应。更重要的是,我希望这本书能够帮助我理解这些地球系统的演变过程,以及它们对我们人类生活产生的深远影响。我想要知道,是什么驱动着地球气候的长期变化?洋流的模式又是如何塑造全球生态系统的?这些宏观的疑问,都让我对这本书充满了期待,希望它能一一解答。

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这本书的名字“Instructor's Guide to Accompany Science of Earth Systems”本身就暗示了它在教学和学习方面的强大支持作用。我作为一个对地球科学充满求知欲的普通读者,非常看重学习过程的清晰度和有效性。我希望这本书能够提供一种结构化的学习路径,让我在掌握基础知识的同时,也能逐步培养起分析和解决地球系统相关问题的能力。我期待书中会包含一些引导性的问题,能够激发我的思考,让我主动去探索和发现。例如,在讨论水循环时,我希望书中能提出一些关于人类活动对水循环影响的问题,促使我去思考城市化、农业灌排等行为如何改变了局部乃至全球的水资源分布。我也希望它能提供一些真实的案例研究,让我能够看到理论知识是如何应用于现实世界的。譬如,针对某个特定区域的地质灾害(如滑坡、洪水)的成因分析,或者某个地区的生态环境变化原因的探讨,这些都将极大地增强我学习的趣味性和实用性。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种学习方法的示范,一种思维模式的引导,这是我最期待的部分。

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在当前全球环境问题日益严峻的背景下,我迫切需要一本能够提供科学洞察的书籍。这本书的名字“Science of Earth Systems”恰恰满足了我的这一需求。我希望这本书能够帮助我理解当前面临的环境挑战的科学根源,并提供基于科学的解决方案。例如,我希望它能够详细解释气候变化背后的物理和化学原理,以及不同温室气体对气候的影响。我也对大气污染的形成机制和扩散过程感到好奇,以及这些污染如何影响人体健康和生态系统。这本书的价值在于,它能够为我提供辨别信息、理解科学证据的能力,让我能够更明智地参与到关于环境保护的讨论中。我期待书中能够包含一些关于地球系统模型的研究方法,以及科学家们如何利用这些模型来预测未来环境变化。这本书对我而言,不仅仅是知识的传递,更是一种对科学精神的倡导,一种对理性思考的鼓励。

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这本书的出版,恰逢我开始认真思考我们星球的未来。我常常思考,我们人类的行为对地球系统产生了多大的影响,这些影响又将如何反作用于我们自身。我希望这本书能够提供一个科学的框架,让我能够理解这些复杂的因果关系。我特别希望它能深入探讨人类活动与地球系统之间的互动,例如,工业革命以来,人类排放的温室气体如何导致全球气温上升,以及这种升温又如何引发一系列连锁反应,比如海平面上升、极端天气事件频发等。我也希望这本书能够帮助我理解可持续发展的概念,以及如何在经济发展和社会进步的同时,最大限度地减少对地球系统的负面影响。我期待书中能够包含关于地球承载能力、生态足迹等概念的阐述,帮助我建立对人类活动边界的认知。更重要的是,我希望这本书能够引发我对地球系统科学的更深入的思考,并促使我积极地去寻找解决当前环境挑战的方案。这本书对我而言,不仅仅是一本科学读物,更是一种对我们星球责任的召唤。

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我一直对地球的生态系统及其演化过程非常感兴趣。我希望这本书能够提供一个关于地球生物圈演化的清晰脉络,以及生命如何在不同的地质时期适应并改变地球环境。我尤其关注这本书是否会探讨生物多样性的形成和维持机制,以及是什么因素导致了物种的灭绝。例如,我希望了解,在过去的地质事件中,哪些环境变化促使了新物种的出现,又有哪些因素导致了大规模的物种灭绝。我也对生物圈与非生物圈之间的反馈机制感到好奇,例如,植物的生长如何影响土壤的形成和侵蚀,又如何通过蒸腾作用影响大气的水分循环。这本书的吸引力在于,它能够将生命科学的视角融入到地球系统的研究中,让我能够从一个更宏观、更动态的角度来理解生命与地球的共生关系。我期待通过阅读这本书,能够建立起对地球生命史的深刻认知,并从中获得对当前生物多样性保护重要性的更深层次的理解。

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我对地球系统的历史变迁和未来趋势都充满好奇。我希望这本书能够提供一个关于地球“过去”、“现在”和“未来”的科学叙事。我期待它能够追溯地球的形成和早期演化,介绍那些塑造了我们星球的关键地质事件,例如,太阳系的形成、行星的吸积以及生命的起源。我也希望它能够详细描述当前地球系统的状态,包括我们所经历的气候变化、资源消耗以及环境污染等问题。更重要的是,我希望这本书能够展望地球系统的未来,探讨人类活动可能对地球系统造成的长期影响,以及我们应该采取哪些措施来确保地球的可持续发展。这本书的吸引力在于,它能够将地球科学的研究成果,以一种引人入胜的方式呈现出来,让我们能够更好地理解我们所处的这个星球,并为我们共同的未来负责。我希望通过阅读这本书,能够获得一种对地球系统的长远视角,并激励我成为一个更具责任感的地球公民。

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我一直对地球的动力学过程着迷,特别是那些塑造我们星球地貌和气候的宏大力量。这本书的名字,直接点出了“地球系统科学”,这正是我一直想要深入了解的领域。我期待这本书能够提供对地球内部动力学(如地幔对流、板块运动)和外部动力学(如大气环流、洋流系统)的全面而深入的解释。我希望能够清晰地理解,这些看似独立的动力过程是如何相互关联、相互影响,共同驱动着地球的演化。例如,我希望书中能够详细解释,热带海洋的温度变化是如何影响全球大气环流模式,进而影响世界各地的气候。我也对地球磁场的形成和变化及其对地球系统的潜在影响感到好奇。这本书的吸引力在于它能够将这些复杂的科学现象,以一种易于理解的方式呈现出来,并且能够揭示其背后的科学原理。我希望通过阅读这本书,能够建立起一种对地球系统运行机制的深刻理解,从而更好地欣赏我们所居住的这个星球的宏伟和复杂。

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