Theory and Applications of Ocean Surface Waves pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Mei, Chiang C./ Stiassnie, Michael/ Yue, Dick K. P.

出品人:

页数:1071

译者:

出版时间:

价格:128

装帧:HRD

isbn号码:9789812388933

丛书系列:

图书标签:

• 海洋波浪
• 海洋学
• 水波力学
• 波动理论
• 海洋工程
• 海岸工程
• 数值模拟
• 物理海洋学
• 大气科学
• 海洋环境

好的，这是一份关于一本名为《海洋表面波的理论与应用》的图书的详细简介，其内容专注于海洋科学、流体力学、地球物理学等相关领域，但不包含特定书名中提及的“海洋表面波”的直接论述： --- 图书简介：深海动力学与地球系统相互作用 聚焦：极端环境下的流体运动、物质传输与地质过程 本书深入探讨了在极端海洋环境下，流体动力学、物质输运机制以及地球系统各圈层之间的复杂相互作用。它旨在为海洋学家、地球物理学家、环境工程师以及从事深海探测和资源开发的研究人员提供一个严谨的理论框架和实用的分析工具。全书结构严谨，内容覆盖面广，从基础的流体力学原理出发，逐步扩展到复杂的地球物理过程模拟。 第一部分：基础流体力学与湍流理论的海洋应用 本部分奠定了理解海洋中复杂流体现象的数学和物理基础。重点阐述了纳维-斯托克斯方程在海洋尺度下的简化与近似，特别是针对大尺度环流和中尺度涡旋的描述。 1.1 经典流体力学基础回顾：详细回顾了连续介质力学中的基本概念，包括物质导数、应力张量、粘性耗散等。特别强调了科里奥利力和离心力在旋转坐标系中对流体运动的显著影响。 1.2 海洋边界层理论：深入分析了海气界面和海底界面的动力学过程。着重讲解了湍流的产生、结构和能量级串。内容包括经典普朗特混合长度模型、二阶矩模型（如$k-epsilon$模型）在海洋混合层动力学中的应用。讨论了边界层内垂直动量和热量输运的机制，这对理解海洋热力学平衡至关重要。 1.3 内部波与重力波：区别于海表波，本章聚焦于海洋内部因密度层结（浮力频率）引发的波动现象。讨论了内部重力波的生成机制（如地形抬升、斜压不稳定），它们的传播特性，以及这些波在海洋能量垂直传输中的作用。涉及了布里渊-瓦塞尔曼（Brunt-Väisälä frequency）的概念及其在分层海洋中的重要性。 第二部分：海洋环流、物质输运与地球化学耦合 这部分内容转向宏观尺度，探讨了驱动全球海洋运动的力量以及物质（热量、盐度、碳、营养盐）在海洋中的输运过程。 2.1 大尺度海洋环流动力学：详尽分析了风应力和热盐梯度（大洋温盐环流，THC）如何驱动全球海洋环流。重点解析了斯托克斯输运、西边界流的形成（如墨西哥湾流、黑潮），以及地转平衡在海洋动力学中的核心地位。运用了Rossby波理论来解释大尺度涡旋的传播和耗散。 2.2 物质输运与被动示踪剂模型：探讨了在有流体运动和扩散背景下，溶解物质（如二氧化碳、氧气、营养盐）的输运方程。介绍了拉格朗日和欧拉方法在模拟物质扩散和对流中的差异与优势。特别关注了深海中的化学物质下沉（生物泵效率）和再矿化过程，这些过程直接影响着海洋碳循环的长期稳定性。 2.3 海底地形与涡旋动力学：研究了复杂海底地形（如海山、洋中脊）对中尺度涡旋和底层流的影响。讨论了地形诱发的斜压不稳定性和地形梯度流的形成，这些局部过程对深海热量和物质再分配有不可忽视的作用。 第三部分：海洋与大气及冰冻圈的相互作用 本书的第三部分将海洋置于更广阔的地球系统背景下，分析其与其他圈层间的耦合反馈机制。 3.1 海气界面通量与气候反馈：深入分析了海气界面上的动量、感热和潜热通量。重点讨论了海表温度（SST）异常如何通过大气环流变化（如ENSO、PDO）反馈影响区域乃至全球气候系统。阐述了海洋热容量在气候系统中的缓冲作用。 3.2 极地海洋学与冰海相互作用：关注了海冰的形成、融化动力学及其对海洋分层结构的影响。讨论了海冰下的湍流混合，以及冰下和冰缘区域的物质交换过程。分析了冰盖融化对区域盐度、密度结构及深层水形成的潜在冲击。 3.3 冰川与海洋的热力学耦合：探讨了冰架下方海水的流动（冰下流）以及冰架融化速率对海平面变化的影响。从热力学角度分析了暖层海水侵蚀冰架底部的机制，这涉及流体动力学、传热学和相变过程的复杂耦合。 第四部分：深海探测、传感器技术与数据同化 最后一部分将理论与工程实践相结合，介绍了现代海洋科学研究的工具和方法。 4.1 现场观测技术与数据获取：详细介绍用于测量海洋物理参数（温度、盐度、流速）的先进技术，包括CTD、ADCP、Argo浮标网络、卫星高度计和遥感技术。强调了不同尺度观测数据的互补性。 4.2 数值模拟与模型验证：系统介绍了海洋环流模型（如ROMS、MITgcm）的结构、网格选择和边界条件设置。讨论了模型性能的评估方法，包括同化历史观测数据以提高预报准确性的数据同化技术（如四维变分同化）。 4.3 地球物理流体现象的数值稳定性：分析了在求解高雷诺数流动问题时，数值格式（如有限差分、有限体积）的选择对结果稳定性和物理准确性的影响，特别是处理强梯度区域时的技巧。 本书内容深度兼顾了基础原理的严格性和前沿研究的创新性，是海洋动力学研究领域不可或缺的参考性著作。通过对这些核心问题的系统阐述，读者将能够全面掌握理解复杂海洋环境的理论工具箱。 ---

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