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出版者:

作者:Kidder, Stanley Q./ Vonder Haar, Thomas H.

出品人:

页数:0

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价格:119

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isbn号码:9780124064300

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• 气象卫星
• 卫星气象学
• 遥感
• 大气科学
• 气象学
• 云物理
• 辐射传输
• 数值预报
• 地球观测
• 环境监测

地球科学与遥感前沿：大气、气候与环境监测的新视野 本书旨在全面梳理和深入探讨大气科学、气候变化、遥感技术在环境监测与地球系统科学中的前沿应用与发展趋势。 本书集合了多位在气象学、遥感工程、环境科学领域深耕多年的专家学者的智慧，以严谨的科学态度和前瞻性的研究视角，构建了一个从基础理论到实际应用的完整知识体系。全书共分十二章，涵盖了从基础辐射传输理论到复杂气候模型的构建，再到具体灾害性天气监测与预警的多个层面，力求为相关领域的科研人员、高级专业技术人员以及研究生提供一份兼具深度与广度的参考指南。 第一部分：大气基础物理与辐射过程 本书开篇聚焦于大气科学的基石——大气物理与辐射传输。 第一章：大气结构、动力学与热力学基础 本章详细解析了地球大气层的垂直分层结构、气团的热力学状态方程、湿空气过程（如凝结、降水机制）以及宏观动力学现象（如气压梯度力、科里奥利力、地转平衡）。重点讨论了边界层结构及其与地表能量交换的关系，为理解天气系统的形成奠定了坚实的理论基础。 第二章：大气辐射传输原理与能量平衡 本章深入探讨了太阳短波辐射与地球长波辐射在大气中的吸收、散射与透射过程。引入了大气窗概念，并详细阐述了温室气体（水汽、二氧化碳、甲烷等）对辐射平衡的调节作用。通过建立辐射平衡方程模型，读者可以清晰地理解地球气候系统的能量输入与输出机制。本章还涉及了辐射传输模式的数值计算方法，为后续的遥感反演奠定理论基础。 第二部分：遥感技术原理与数据获取 本书的第二部分将焦点转向用于观测大气和地表特征的遥感技术，但侧重于陆地、海洋和冰雪表面特征的获取，而非气象卫星的特定应用。 第三章：遥感基础理论与传感器系统 本章全面介绍电磁波谱与地物相互作用的机理，包括反射、透射和吸收特性。详细分析了被动遥感（可见光、红外、微波）与主动遥感（激光雷达LIDAR、合成孔径雷达SAR）的工作原理。重点讨论了不同传感器（如高光谱、多光谱成像仪）的空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率对观测效能的影响。 第四章：地表覆盖与植被遥感 本章聚焦于利用遥感技术对陆地生态系统进行定量监测。深入解析了植被的生理光学特性，介绍了归一化植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）等关键指标的计算及其物理意义。本章还涵盖了森林冠层结构参数（如叶面积指数LAI、冠层高度）的反演模型，以及利用SAR数据进行林地生物量估算的进展。 第五章：水体、冰雪与土壤遥感 本章探讨如何利用不同波段遥感数据区分和量化水体、冰雪和土壤的物理属性。对于水体，重点讨论了浊度、叶绿素浓度和水温的反演方法。对于冰雪区域，详细分析了雪水当量（SWE）的遥感估算，以及利用微波亮温区分新雪和陈雪的技术。土壤部分则侧重于土壤水分含量和表层土壤粗糙度的遥感敏感性分析。 第三部分：气候变化、水文循环与环境监测 本书的后半部分将前两部分的基础知识应用于复杂的地球系统过程模拟和环境监测。 第六章：全球气候系统与反馈机制 本章构建了一个综合性的全球气候系统模型框架，探讨了大气、海洋、陆面和冰冻圈之间的能量和物质交换。重点分析了重要的气候反馈过程，如云对辐射的反馈、冰雪反照率反馈以及碳循环的驱动力。本章对当前气候模型的不确定性来源进行了批判性评估。 第七章：水文循环的遥感监测与水资源管理 本章将遥感技术与水文学相结合，详细阐述了地表蒸散量（ET）、土壤湿度以及河流流量的遥感估算方法。特别关注了利用重力恢复与气候实验（GRACE）数据反演区域地下水储量变化的最新进展，为干旱和洪水风险评估提供新的工具。 第八章：大气污染与空气质量监测 本章讨论如何利用高光谱和多光谱遥感技术监测大气中的痕量气体和气溶胶。详细介绍了对二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）等关键污染物的柱浓度反演算法，并结合地面观测数据，探讨了区域空气质量的时空演变特征及其对区域气候的影响。 第九章：极端天气事件的气候背景分析 本章关注极端天气事件（如热浪、暴雨、台风/飓风的强度变化）的长期气候趋势。通过分析再分析资料和气候模式输出，本章探讨了人为因素对极端事件频率和强度的影响，并讨论了归因科学（Attribution Science）的研究方法。 第四部分：先进模型、数据同化与未来展望 本书的最后部分着眼于前沿研究方法和未来发展方向。 第十章：地球系统观测数据同化技术 本章深入探讨了数据同化在提高天气预报和气候模拟精度中的核心作用。详细介绍了变分同化（3D-Var, 4D-Var）和集合卡尔曼滤波（EnKF）等主流同化方法在处理大规模、高维地球观测数据时的具体实现。重点讨论了如何将非传统遥感观测融入数值模型。 第十一章：遥感数据的反演算法与不确定性评估 本章侧重于从观测数据到物理量信息的“反演”过程。系统性地回顾了线性、非线性反演方法，并引入了机器学习和深度学习技术在处理复杂非线性反演问题中的应用。强调了误差传播和不确定性量化在科研严谨性中的重要性。 第十二章：未来地球观测网络与交叉学科前沿 本章展望了下一代地球观测任务的设计理念，包括对更高时间分辨率和更精细垂直结构的观测需求。探讨了地球系统科学中亟待解决的关键科学问题，如云与对流的参数化、碳循环的精确核算，以及如何利用跨学科数据融合（如生物学、社会经济学数据）构建更全面的可持续发展监测体系。 总结： 本书结构严谨，内容翔实，不仅提供了坚实的理论基础，更强调了先进观测技术与复杂模型相结合的应用实践。它是一部面向未来地球科学研究的综合性学术专著。

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我最近投入了大量时间研读的《海洋声学与传播》，这本书的内容深度和广度都超出了我的预期，它彻底颠覆了我过去对海洋物理环境的认知。这本书的叙事风格非常严谨和学术化，每一个论点的提出都基于坚实的数学模型和实验数据支撑。尤其在讨论声速剖面变化对远距离信号传输影响时，作者引入了复杂的射线追踪算法，并结合了实测的温度、盐度和深度的三维分布数据进行分析，这使得分析结果具有极高的可靠性。我特别欣赏它对浅水声场建模的详尽描述，从瑞利波到菲涅耳区，每一个概念的引入都伴随着清晰的数学推导，对于需要从事水下目标探测或通信系统的工程师来说，这本书无疑是案头的必备参考书。另一个让我印象深刻的部分是关于非线性声学效应的探讨，作者没有回避斯托克斯波和冲击波的产生机制，而是用相对深入的傅里叶分析来解释这些现象如何影响信号的失真。虽然阅读过程需要极高的专注度，但最终收获的知识体系是极其扎实的。对于希望深入海洋环境研究的学者来说，这本书的深度是无可替代的。

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我最近翻阅的《行星地质学：比较行星学视角》这本书，其视角之宏大、论证之精妙，令人叹为观止。这本书完全摒弃了传统按“天体”分类的写作方式，转而采用“过程驱动”的逻辑来组织内容。例如，它将“撞击过程”作为一个独立章节来讨论，详细对比了月球的雨海盆地、火星的希腊平原以及地球的陨石坑，从岩石学证据、冲击变质矿物到地表形态演变，进行了一场跨越太阳系的横向比较。这种对比分析极大地拓宽了我的思维边界，让我认识到地质作用的普遍性与特殊性。作者在描述内部动力学时，对“热演化模型”的阐述尤为精彩，它用一系列简洁的微分方程描述了岩石圈的冷却和地幔对流的驱动力，并用这种模型去解释水星的全球收缩和木卫二的冰壳裂隙。阅读过程中，我能清晰地感受到作者试图构建一个统一的、解释所有类地行星和类木行星地质活动的理论框架的雄心。对于那些厌倦了单一星球叙事的读者来说，这本书提供了一种全新的、更具哲学意味的探索世界的方式。

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这本《大气物理学导论》简直是为那些对云的形成机制和天气系统的复杂性感到好奇的初学者量身定做的宝典。作者的叙述方式非常平易近人，即便你之前对流体力学和热力学只有模糊的印象，也能很快跟上节奏。书中对拉格朗日和欧拉视角的深入浅出的对比，让我对大气运动的理解瞬间清晰起来。特别是关于边界层湍流的章节，作者没有用晦涩的数学公式堆砌，而是通过生动的例子和图示，解释了动量、热量和水汽是如何在近地表交换的，这对于理解雾的成因和城市热岛效应至关重要。更让我惊喜的是，它并未止步于理论的阐述，还花了大量的篇幅讨论了数值天气预报（NWP）的初始数据同化过程。那些关于变分法和集合卡尔曼滤波的介绍，虽然略带技术性，但作者的讲解总能让人抓住核心思想，而不是迷失在复杂的数学推导中。这本书的排版也很人性化，大量的彩色图表和思维导图极大地减轻了阅读的疲劳感，让原本可能枯燥的物理概念变得鲜活起来。总而言之，这是一本极具启发性的入门读物，它成功地架起了理论与实际观测之间的桥梁，是气象爱好者和跨学科研究人员的绝佳起点。

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《现代遥感技术在环境监测中的应用》这本书的结构布局堪称典范，它以一种近乎“项目流程”的方式引导读者掌握从数据获取到信息提取的全过程。作者的写作笔触流畅且极富条理感，不像某些技术书籍那样生硬割裂。开篇对电磁波谱在不同大气窗口的穿透特性进行了系统梳理，这为理解被动遥感原理打下了坚实基础。随后，章节重点转移到了主动遥感，特别是合成孔径雷达（SAR）的后向散射机制，作者通过对比不同地物（如植被冠层、水面）的米氏散射和瑞利散射，解释了为什么SAR图像能够穿透云层并获取高分辨率信息。更让我觉得实用的是，书中专门辟出了一章讲解了常用的辐射校正和几何校正技术，这些都是将原始数字量转化为可用于科学分析的物理量的关键步骤。书中的案例分析贴近实际，例如利用高光谱数据对矿物成分进行识别，或者通过多光谱数据反演地表温度，每一个案例都配有详细的算法流程图和软件操作的指导性描述，让理论学习和实际操作无缝衔接。这本书的价值在于，它不仅教授了“是什么”，更重要的是教会了“怎么做”。

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《生态系统碳循环与气候反馈》这本书，以一种极为细致和严谨的态度，剖析了生物圈与大气之间复杂而微妙的能量和物质交换。它的学术深度很高，对生物地球化学循环的描述绝非停留在基础的碳固定和呼吸作用层面，而是深入到了同位素示踪和通量测量技术的细节中。我特别关注了书中关于土壤有机质（SOM）周转率的讨论，作者引用了大量的^13C和^14C实验数据来区分“慢”周转碳库和“快”周转碳库，并详细分析了温度升高对这些不同库的分解速率的具体影响。这种对细节的把握，使得书中对“碳反馈”的论述具有无可辩驳的说服力。此外，书中对海洋浮游植物初级生产力的空间变异性进行了详尽的归纳，结合了叶绿素a遥感数据和现场浮游生物网采集数据，构建了区域性的碳汇估算模型。该书的语言风格非常偏向专业报告的撰写，逻辑链条严密，几乎没有冗余的词句，对于需要进行生态系统建模和气候变化影响评估的研究人员而言，这本书提供的量化分析方法和参数估计范围，是直接可以纳入到复杂模型中的“即插即用”的知识模块。

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