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出版者:Springer

作者:Ian S. Robinson

出品人:

頁數:638

译者:

出版時間:2010-10-1

價格:USD 339.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9783540244301

叢書系列:

圖書標籤:

海洋
衛星
ocean
earth
view
space
exploration
satellite
imaging
marine
science
celestial

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具體描述

Series: Springer Praxis Books

Subseries: Geophysical Sciences

Jointly published with Praxis Publishing, UK

1st Edition., 2010, XLVI, 638 p. 165 illus., 135 in color.

The remote sensing of oceans from space has developed rapidly since 1978 when the first dedicated ocean viewing sensors were launched. In 1991 the first European Space Agency remote sensing satellite carried sensors primarily for the ocean, heralding the widespread use of satellite date by oceanographes. In the mid 1990's the US/French TOPEX-Poseidon mission revolutionised the performance of satellite altimetry and since 1997 NASA's SeaWiFs mission has delivered operational measurements of ocean colour. The new millennium has seen the launch of several very large remote sensing platforms ans a number of smaller missions by ESA, NASA and NASDA, providing almost comprehensive worldwide measurements of sea surface waves and wind, temperature, colour, currents and other ocean properties. The increasing availability of so much satellite data has undoubtedly changed the way the science of oceanography has developed. The unique perspective provided by satellites has revealed previously undetected ocean phenomena, cast new light on old problems and opened the way for new fields of oceanographic study.

Content Level » Research

Keywords » Remote sensing - SST - Satellite Oceanography - Topography

Related subjects » Environmental Toxicology - Geophysics & Geodesy - Hydrogeology - Oceanography

浩瀚的宇宙：一部關於恒星、星係與宇宙演化的史詩作者：[此處留空，或填寫虛構的權威天文學傢名字] 導言：超越地平綫的凝視自古以來，人類的目光便被夜空中閃爍的微光所吸引。這些遙遠的光點，承載著關於我們自身起源和宇宙命運的終極問題。然而，我們對宇宙的理解，在過去的幾個世紀裏，經曆瞭一場根本性的革命。我們不再將地球視為宇宙的中心，而是認識到自己隻是鑲嵌在一個由億萬星辰構成的浩瀚結構中的微小塵埃。本書《浩瀚的宇宙：一部關於恒星、星係與宇宙演化的史詩》旨在帶領讀者踏上一場穿越時間與空間的宏偉旅程。我們不隻是簡單地羅列天體名稱和距離，而是深入探索驅動宇宙萬物運行的物理定律、恒星生命的戲劇性循環，以及構成我們當前宇宙的宏偉結構。這是一部獻給所有對深空、對物理學之美、對宇宙終極奧秘心懷敬畏之人的著作。第一部分：宇宙的基石——物理學與光在探索遙遠的星係之前，我們必須理解我們用來觀測它們的工具——光，以及支配著這一切的規則——物理學。第一章：時空、引力與相對論的疆界本章從愛因斯坦的革命性洞察開始。我們將詳細闡述狹義相對論如何重塑瞭我們對時間和空間的理解，以及廣義相對論如何將引力描繪成時空本身的幾何扭麯。通過詳盡的圖示和非數學化的解釋，讀者將理解黑洞的形成、引力透鏡效應如何扭麯遙遠星係的光綫，以及引力波探測的意義——它為我們打開瞭一扇聆聽宇宙“聲音”的新窗口。我們探討宇宙學中的“平坦性問題”和“視界問題”，為後續討論暴脹理論奠定基礎。第二章：電磁波譜——宇宙的語言光不僅僅是可見的波段。本章深入解析電磁波譜，從低能的射電波到高能的伽馬射綫，每一種波段都揭示瞭宇宙中不同溫度、密度和活動的物理過程。我們將討論射電望遠鏡如何捕捉遙遠類星體的微弱信號，紅外綫如何在塵埃雲中揭示恒星的誕生，以及X射綫和伽馬射綫如何指示極端現象，如超新星爆發的遺跡和活躍星係核的能量噴流。理解光譜分析，即如何通過吸收綫和發射綫來確定天體的化學成分、速度和溫度，是本部分的核心。第二部分：恒星的生命周期——從星雲到白矮星恒星是宇宙中的煉金術士，它們是重元素的熔爐，是照亮黑暗的引擎。本部分將係統地追蹤一顆恒星從誕生到死亡的完整軌跡。第三章：星際物質與恒星的搖籃我們將剖析分子雲——那些寒冷、緻密的星際氣體和塵埃的巨大集閤體。探討引力坍縮如何被觸發，以及原恒星在吸積盤中不斷增重直至核聚變被點燃的過程。我們將比較紅矮星、黃矮星（如我們的太陽）和巨型恒星的初始條件差異，以及這些差異如何預示瞭它們迥異的命運。第四章：主序星的穩定與內部運作恒星生命的大部分時間都處於“主序”階段，此時它們通過將氫轉化為氦來維持平衡。本章詳細描述瞭質子-質子鏈反應和CNO循環這兩種主要的核聚變機製，解釋瞭恒星的質量如何決定其光度和壽命。通過研究太陽的內部結構——對流區、輻射區和核心——讀者將對恒星的能量傳輸機製有深刻的認識。第五章：恒星的宏偉終結——巨星與超新星的爆炸當核心的氫耗盡，恒星的命運急轉直下。我們將區分低質量恒星（如太陽）如何膨脹成紅巨星，最終拋齣外層形成美麗的行星狀星雲，留下一個白矮星核心。隨後，我們將重點轉嚮大質量恒星的壯觀終結。探討鐵核的形成是不可逆轉的，並詳細解釋II型超新星爆發的物理機製，這是宇宙中閤成比鐵更重元素的唯一途徑。第六章：宇宙中最奇特的殘骸——中子星與黑洞超新星爆發的殘骸可能是一顆密度難以想象的中子星，或是時空被徹底撕裂的黑洞。本章將解釋簡並壓力如何抵抗引力的最終擠壓，以及奧本海默-沃爾科夫極限。對於黑洞，我們將深入探討事件視界、奇點、史瓦西半徑的概念，以及霍金輻射對黑洞“蒸發”的理論預測。第三部分：星係的結構、演化與宇宙網恒星不是孤立地存在，而是聚集在由引力束縛在一起的龐大係統中——星係。第七章：星係的分類與形態學我們將采用哈勃音叉圖作為框架，係統地介紹螺鏇星係（包括棒鏇星係）、橢圓星係和不規則星係的主要特徵。我們將討論星係的鏇轉麯綫、暗物質的證據，以及星係暈在維持星係結構中的關鍵作用。本章還將介紹球狀星團和矮星係，它們被認為是更大星係的“建築材料”。第八章：星係的動態與碰撞星係並非靜止不動，它們在引力的支配下相互作用、閤並與碰撞。我們將分析星係團和超星係團的結構，它們在宇宙中形成瞭巨大的縴維狀“宇宙網”。探討星係閤並如何驅動恒星形成的爆發，以及這些事件如何將鏇臂結構轉化為更平滑的橢圓星係。第九章：活動星係核與類星體並非所有星係都平靜無事。本章聚焦於位於星係中心的超大質量黑洞。我們將解釋吸積盤如何輻射齣驚人的能量，形成類星體——宇宙中最明亮的天體。討論射電星係、耀變體等不同類型的活動星係核（AGN），以及它們對宿主星係早期演化的影響。第四部分：宇宙學——從大爆炸到未來最後，我們將目光投嚮整體的宇宙學圖景，探討宇宙的起源、結構和最終命運。第十章：膨脹的宇宙與宇宙的年齡本章將迴顧哈勃的觀測，確立瞭宇宙正在膨脹的基石。我們將詳細解釋如何利用標準燭光——例如Ia型超新星——來測量遙遠的距離和膨脹率（哈勃常數）。我們將追溯時間，計算齣宇宙的年齡，並解釋紅移現象在宇宙學中的關鍵作用。第十一章：大爆炸的餘暉與暴脹理論我們將深入探討大爆炸模型的關鍵證據：宇宙微波背景輻射（CMB）。CMB不僅證明瞭宇宙早期處於高溫高密度的狀態，其極其微小的溫度漲落也為我們提供瞭關於早期宇宙物質分布的快照。在此基礎上，我們將介紹暴脹理論，它解決瞭平坦性和視界問題，並解釋瞭CMB漲落的起源。第十二章：暗物質與暗能量的謎團現代宇宙學麵臨兩大挑戰：我們看不見卻有引力的“暗物質”，以及驅動宇宙加速膨脹的“暗能量”。我們將梳理間接的證據鏈，包括星係團中的維裏爾定理、引力透鏡的測量，以及對遙遠Ia型超新星的觀測。本章將討論各種暗物質候選者（如WIMPs）和暗能量的本質（如宇宙學常數），承認這些前沿領域仍是科學探索的最前沿。結論：未竟的探索《浩瀚的宇宙》的旅程在某種意義上隻是一個開始。我們已經描繪瞭恒星的生與死，星係的形成與碰撞，以及宇宙從一個奇點膨脹至今的宏大敘事。然而，關於暗物質的粒子性質、暗能量的驅動力，以及時空結構在量子層麵上的最終形態，仍有待未來的觀測和理論來揭示。本書鼓勵讀者以開放的心態，繼續關注那些從深空中傳來的、關於我們存在意義的永恒迴響。附錄：觀測者指南、關鍵術語錶與推薦閱讀

作者簡介

Professor Ian S. Robinson

School of Ocean & Earth Science

University of Southampton

National Oceanography Centre

European Way

Southampton

目錄資訊

Contents
Preface..................................................xv
Abbreviations ......................................... xix
List of ﬁgures ........................................ xxi
List of tables ......................................... xxxi
List of abbreviations and names of satellites and sensors ............. xxxiii
List of symbols and nomenclature ............................ xli
1 Introduction ....................................... 1
1.1 An important observational tool for planetary science ....... 1
1.2 Putting remote sensing to work for oceanographers ........ 3
1.3 The oceanographic scope of the book ................. 4
1.4 Reference..................................... 6
2 The methods of satellite oceanography ...................... 7
2.1 Ocean remote-sensing techniques—a summary ............ 7
2.2 The unique sampling capabilities of sensors on satellites ..... 9
2.2.1 Creating image-like data ﬁelds from point samples .... 9
2.2.2 Satellite orbits and how they constrain remote sensing . 11
2.2.3 The space-time sampling capabilities of satellite sensors . 14
2.3 Generic data-processing tasks ....................... 16
2.3.1 Sensor calibration .......................... 17
2.3.2 Atmospheric correction ...................... 19
2.3.3 Positional registration ....................... 21
2.3.4 Geophysical product derivation ................ 21
2.3.5 Image resampling onto map projections ........... 23
2.3.6 Composite image maps ...................... 26
Preface .............................................2.4 Sensor types for observing the ocean .................. 28
2.4.1 Using the electromagnetic spectrum .............. 28
2.4.2 Ocean color radiometers ..................... 30
2.4.3 Thermal infrared radiometry for measuring sea surface
temperature .............................. 35
2.4.4 Microwave radiometry ...................... 42
2.4.5 Altimetry for measuring surface slope, currents, and wave
height ................................. 46
2.4.6 Oblique-viewing radars for measuring sea surface rough-
ness................................... 51
2.5 Platforms and sensors for satellite oceanography ........... 54
2.6 Satellite ocean data products ....................... 54
2.7 References .................................... 66
3 Mesoscale ocean features:Eddies ......................... 69
3.1 Discovering mesoscale variability from space ............. 69
3.2 Mesoscale ocean eddies ........................... 72
3.2.1 Eddies—ubiquitous phenomena in a turbulent ocean . . . 72
3.2.2 Lengthscales of mesoscale eddies—the Rossby radius . . 72
3.2.3 The dynamical structure of rings and eddies ........ 76
3.3 Detecting eddies from satellites....................... 78
3.4 Using SSHA from altimetry to observe eddies ............ 80
3.4.1 Revealing ocean eddies in altimeter SSHA data ...... 80
3.4.2 Present limitations of satellite altimetry ............ 86
3.4.3 Kinematic measurements from altimetric SSHA ﬁelds . . 88
3.4.4 The distribution of mesoscale turbulent energy ...... 89
3.5 Observation of eddies and mesoscale turbulence in the SST ﬁeld 91
3.5.1 SST signatures of eddies in infrared imagery ........ 91
3.5.2 Microwave radiometry for viewing ocean eddies ..... 96
3.6 Views of mesoscale turbulence from ocean color ........... 98
3.7 Surface roughness signatures of eddies .................. 103
3.7.1 Hydrodynamic modulation patterns of eddies ........ 103
3.7.2 Slick-modulated signatures of eddies .............. 106
3.7.3 Sun glitter photography ...................... 109
3.7.4 Can imaging radar become a reliable tool for observing
turbulent eddies? ........................... 110
3.8 References .................................... 111
4 Mesoscale ocean features:Fronts.......................... 115
4.1 Boundaries in the ocean .......................... 115
4.2 The remote-sensing signatures of ocean fronts ............ 118
4.2.1 Sea surface temperature signatures of fronts ........ 118
4.2.2 Can fronts be detected by altimetry? ............. 124
4.2.3 Observing fronts in ocean color images ........... 126
vi Contents4.2.4 Frontal signatures in radar surface roughness images . . 129
4.2.5 Direct measurement of currents using Doppler analysis of
SARdata ............................... 134
4.3 Tracking fronts ................................ 136
4.3.1 Mapping frontal edges ...................... 136
4.3.2 Automatic parameterization of frontal structure ...... 140
4.4 Climatology of the major ocean fronts ................. 142
4.5 Mesoscale frontal variability ........................ 146
4.5.1 The Gulf Stream .......................... 146
4.5.2 The Southland Front ........................ 148
4.5.3 Antarctic Circumpolar Fronts .................. 148
4.6 Biological production associated with ocean fronts ......... 152
4.6.1 Antarctic Circumpolar Current ................. 152
4.6.2 Fronts in the southwest Atlantic ................ 153
4.7 References .................................... 155
5 Ocean mesoscale features:Upwelling and other phenomena ......... 159
5.1 Upwelling .................................... 159
5.1.1 The causes and consequences of upwelling ......... 159
5.1.2 Aspects of upwelling detected by satellites ......... 162
5.1.3 Upwelling regions of the world seen from space ..... 167
5.1.4 Using satellite data in upwelling research........... 171
5.2 Wind-driven, oﬀshore, dynamical features ............... 174
5.3 Large river plumes .............................. 177
5.4 Island wakes .................................. 179
5.5 Ice edge phytoplankton blooms ...................... 181
5.6 Remote sensing in iron limitation studies ............... 184
5.7 Making the most of satellite data for mesoscale studies: conclu-
sions from Chapters 3–5 .......................... 187
5.8 References .................................... 190
6 Planetary waves and large-scale ocean dynamics ................ 195
6.1 Phenomena seen best from satellites ................... 195
6.2 Detecting planetary waves from space ................. 196
6.2.1 Producing composite anomaly datasets ............ 197
6.2.2 Producing Hovmoller diagrams to reveal propagating
features ................................ 200
6.2.3 Altimetry reveals the ﬁrst compelling evidence of planet-
ary waves ............................... 202
6.2.4 Sea surface temperature signatures ............... 204
6.2.5 Evidence of planetary waves in ocean color ........ 206
6.3 The characteristics of Rossby waves ................... 206
6.3.1 A summary of planetary wave theory ............ 206
6.3.2 How can Rossby waves be seen at the sea surface? . . . 210
Contents vii6.4 Estimating planetary wave speed ..................... 212
6.4.1 Methods for analyzing Hovmoller diagrams ......... 212
6.4.2 Radon transform .......................... 213
6.4.3 Mapping the speed of planetary waves ............ 216
6.4.4 Meridional components of planetary wave propagation . 216
6.5 Understanding Rossby waves better ................... 220
6.5.1 Satellite data conﬁrm the existence of Rossby waves . . . 220
6.5.2 Revisiting Rossby wave theory . . . .............. 221
6.5.3 The importance of Rossby waves . .............. 223
6.6 Other large-scale propagating phenomena . .............. 224
6.6.1 Equatorial Kelvin waves ..................... 225
6.6.2 Tropical instability waves .................... 227
6.6.3 The Madden–Julian Oscillation . . . .............. 231
6.6.4 The Antarctic circumpolar wave . . .............. 233
6.7 References .................................... 234
7 Ocean biology from space .............................. 239
7.1 Introduction ................................... 239
7.2 Phytoplankton blooms ........................... 240
7.2.1 An unfolding new view of phytoplankton distribution . . 240
7.2.2 The global distribution of chlorophyll ............. 246
7.2.3 Scientiﬁc exploitation of satellite ocean color data .... 251
7.2.4 Coccolithophores .......................... 254
7.3 Primary production ............................. 255
7.3.1 Theoretical background ...................... 255
7.3.2 Methods for estimating production from remote sensing 258
7.3.3 Estimating PARfrom space ................... 262
7.3.4 Measurements of primary production ............. 264
7.4 Fisheries ..................................... 267
7.4.1 General considerations ...................... 267
7.4.2 Fisheries management and research .............. 268
7.4.3 Operational applications to speciﬁc ﬁsheries ........ 270
7.4.4 Aquaculture ............................. 271
7.5 Habitats in shallow tropical seas ..................... 272
7.6 Coral reefs—a wider role for satellite data .............. 279
7.7 Marine biology in the future ....................... 282
7.8 References .................................... 283
8 Ocean surface waves ................................. 293
8.1 Introduction ................................... 293
8.2 Measuring ocean waves—principles .................... 294
8.2.1 Characterizing ocean waves in terms of measurable
parameters............................... 294
8.2.2 Wave energy and spectra ..................... 295
8.2.3 Signiﬁcant wave height ...................... 296
viii Contents8.2.4 Measuring ocean waves from an altimeter ......... 298
8.2.5 Observing waves with the synthetic aperture radar (SAR) 300
8.2.6 Wave spectrometry ......................... 304
8.3 Measuring ocean waves—practical systems .............. 307
8.3.1 Altimeters for measuring SWH ................. 307
8.3.2 SWH data products from altimeters ............. 309
8.3.3 Synthetic aperture radars ..................... 312
8.3.4 ASARwave-related products .................. 313
8.4 Applications of wave data from satellites ............... 317
8.4.1 Applications of SWH ....................... 317
8.4.2 Applications of SAR ....................... 318
8.5 Using satellite data in wave prediction models ............ 319
8.5.1 Wave prediction models ..................... 319
8.5.2 Use of satellite data with wave models ............ 320
8.5.3 Assimilating satellite data into models ............ 321
8.6 Wave climate .................................. 322
8.7 Assessment and future perspectives ................... 326
8.8 References .................................... 328
9 Wind over the sea ................................... 333
9.1 Measuring wind over the sea from satellites .............. 333
9.1.1 Scatterometry . . . .......................... 334
9.1.2 Wind data from SAR ....................... 336
9.1.3 Wind data from altimeters .................... 336
9.1.4 Microwave radiometry ....................... 337
9.1.5 The alternatives to satellite measurements .......... 340
9.2 Oceanography and wind data ....................... 341
9.2.1 Diﬀerences between analysis winds and satellite winds . . 342
9.2.2 Which type of wind data should be used to study ocean
phenomena? . . . .......................... 342
9.3 Tropical cyclones over the ocean ..................... 344
9.3.1 Detecting and predicting tropical cyclones ......... 344
9.3.2 Use of ocean remote sensing to study hurricane–ocean
interaction ............................... 347
9.4 Satellite winds for oﬀshore wind farms ................. 350
9.5 References .................................... 354
10 Fluxes through the air–sea interface ........................ 359
10.1 Introduction ................................... 359
10.2 Determining ﬂuxes .............................. 361
10.2.1 General principles ......................... 361
10.2.2 Theoretical basis of ﬂux parameterizations .......... 362
10.3 Satellite data available for surface ﬂuxes ................ 363
10.3.1 Sea surface temperature ..................... 364
10.3.2 Wind .................................. 365
Contents ix10.3.3 Sea surface roughness ....................... 366
10.3.4 Signiﬁcant wave height and wave age ............. 367
10.3.5 Water vapor ............................. 368
10.3.6 Air temperature at sea level ................... 369
10.3.7 Gas concentrations in the surface sea and the ABL . . . 369
10.4 Measuring ﬂuxes from space ........................ 370
10.4.1 Radiative ﬂux ............................ 370
10.4.2 Gas ﬂux ................................ 372
10.4.3 Turbulent heat ﬂux ........................ 378
10.5 Satellite ﬂux measurements in future? .................. 382
10.6 References .................................... 386
11 Large ocean phenomena with human impact................... 391
11.1 Introduction ................................... 391
11.2 El Nino ..................................... 393
11.2.1 The ENSO phenomenon...................... 393
11.2.2 Observing an El Nino from satellites ............. 402
11.2.3 Observing an El Nino in sea surface temperature from
satellites ................................ 404
11.2.4 Applying altimetry to the study of El Nino......... 407
11.2.5 Satellite-observed wind ﬁelds and ocean surface currents . 410
11.2.6 Chlorophyll .............................. 415
11.2.7 Rainfall over the ocean ...................... 418
11.2.8 Synergy ................................ 419
11.3 Monsoons .................................... 421
11.3.1 Introduction ............................. 421
11.3.2 Illustrating the Indian monsoon using satellite data .... 422
11.3.3 Interannual variability of the Indian monsoon ....... 424
11.4 Sea ice distribution .............................. 426
11.4.1 Introduction ............................. 426
11.4.2 Measuring sea ice from space .................. 427
11.4.3 How is the distribution of sea ice changing? ........ 431
11.5 Tides, sea level, surges, and tsunamis .................. 435
11.5.1 A surveyor’s benchmark in the sky .............. 435
11.5.2 Mean sea level ............................ 437
11.5.3 Storm surges ............................. 441
11.5.4 Tsunamis ............................... 442
11.6 Conclusion ................................... 444
11.7 References .................................... 447
12 Internal waves...................................... 453
12.1 Introduction ................................... 453
12.1.1 Ocean internal and interfacial waves ............. 453
12.1.2 The importance of internal waves in physical and bio-
logical oceanography ....................... 456
x Contents12.2 Internal wave signatures detected with SAR ............. 457
12.2.1 Introduction.............................. 457
12.2.2 Internal, solitary wave packets observed by SAR ..... 459
12.2.3 Identiﬁcation of internal wave trains and their propaga-
tion direction . . . .......................... 462
12.2.4 Hydrodynamic and ﬁlm modulation .............. 463
12.2.5 Internal wave mean propagation speed ............ 468
12.2.6 Inversion of polarity in SARsignatures of internal waves 468
12.3 Internal waves and ocean color ...................... 471
12.3.1 Observations . . . .......................... 471
12.3.2 Remote sensing and depth distribution of ocean
chlorophyll .............................. 474
12.3.3 A model for interpreting ocean color signatures of
internal tides . . . .......................... 475
12.3.4 Internal waves and primary production ............ 477
12.4 Impact of remote sensing on our knowledge of internal waves . . 479
12.5 References .................................... 480
13 Shelf seas, estuaries, and coasts .......................... 485
13.1 Introduction ................................... 485
13.2 Observing shelf seas from space ..................... 486
13.2.1 What is distinct about the remote sensing of shelf seas? 486
13.2.2 Variability scales in shelf seas .................. 488
13.2.3 Shelf edge phenomena ....................... 492
13.2.4 Thermal signatures of shelf sea dynamical phenomena . . 497
13.2.5 Remote sensing of suspended sediments in shelf seas . . 508
13.2.6 Monitoring ecosystems and water quality .......... 516
13.3 Coastal altimetry ............................... 523
13.3.1 Challenges and opportunities for altimetry in coastal seas 523
13.3.2 Potential applications of coastal and shelf altimetry . . . 524
13.3.3 Practical approaches to improving altimeter accuracy in
shelf seas ............................... 527
13.4 Coastal and estuarine remote sensing .................. 528
13.4.1 Important edges of the ocean .................. 528
13.4.2 A mismatch of scales? ...................... 529
13.4.3 Coastal remote-sensing applications using satellite data. . 532
13.5 References .................................... 534
14 Putting ocean remote sensing to work ...................... 539
14.1 Satellites and applied oceanography ................... 539
14.1.1 Introduction . . . .......................... 539
14.1.2 The fundamental importance of ocean monitoring and
forecasting .............................. 540
14.1.3 Motivation for scientists to engage in applied ocean
remote sensing . .......................... 541
Contents xi14.2 Integrated ocean-forecasting systems ................... 543
14.2.1 What is operational oceanography? .............. 543
14.2.2 Combining satellite oceanography and ocean models for
operational tasks........................... 547
14.2.3 Assimilating satellite data into ocean-dynamical models . 551
14.3 Ecosystem modeling ............................. 555
14.3.1 How can satellite ocean color data support operational
applications? ............................. 555
14.3.2 Marine ecosystem models, scientiﬁc principles, and
operational purpose ........................ 555
14.3.3 Ways in which ocean color data are used in ocean
modeling ............................... 558
14.3.4 Sequential assimilation to constrain ecosystem state
variables ............................... 562
14.3.5 Characterizing light penetration in numerical models . . 564
14.3.6 Alternative approaches to ocean color assimilation .... 565
14.4 Preparing satellite data for operational use .............. 569
14.4.1 Providing merged data from multiple sensors/satellites . 570
14.4.2 GHRSST: A case study on preparing SST data for
operational applications ..................... 575
14.5 Oil spill monitoring ............................. 583
14.5.1 Introduction ............................. 583
14.5.2 How can oil spills be monitored routinely from space? . 584
14.5.3 CleanSeaNet, a European service for oil spill detection . 586
14.6 Using satellite data for climate monitoring .............. 588
14.6.1 Introduction ............................. 588
14.6.2 The ocean’s role in the climate system ............ 589
14.6.3 Essential climate variables .................... 591
14.6.4 Ocean datasets used for climate . . . .............. 597
14.7 References .................................... 602
15 Looking forward .................................... 607
15.1 Achievements ................................. 607
15.1.1 Oceanographic discoveries from satellite data ....... 607
15.1.2 Does ocean science need remote sensing? .......... 609
15.2 Securing the future for ocean remote sensing ............. 610
15.2.1 Essential satellite oceanography . . .............. 610
15.2.2 Limitations of existing sensors and platforms ....... 611
15.2.3 Future sensors, platforms, and systems for observing the
ocean ................................. 613
15.3 Challenges for satellite oceanographers . . . .............. 617
15.4 References .................................... 619
Index .............................................. 621
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讀後感

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

在我翻開《Discovering the Ocean from Space》這本書之前，我對海洋的認知，大多停留在課本上的知識和紀錄片裏的畫麵。我以為，海洋就是那一片無垠的藍色，承載著無數奇妙的生物，並有著神秘莫測的深海。然而，這本書，以一種我從未想象過的方式，顛覆瞭我對海洋的認知，將我帶入瞭一個全新的維度。我清晰地記得，書中對全球洋流係統的描繪，那些宏大而精密的“海洋血管”，在太空中勾勒齣地球的生命脈絡。作者通過衛星遙感數據，將那些肉眼看不見的洋流，以一種令人驚嘆的視覺化方式呈現齣來。他解釋瞭這些洋流如何輸送熱量、養分，以及它們如何影響著全球的氣候和生物分布。我之前從未想到，一片看似靜止的海洋錶麵，竟然蘊含著如此龐大而復雜的能量流動。書中有大量篇幅探討瞭海洋在氣候變化中的關鍵作用。作者以嚴謹的科學數據，揭示瞭海洋如何作為地球的“碳匯”，吸收大氣中的二氧化碳，從而減緩全球變暖的進程。然而，他也警示瞭，當海洋吸收的二氧化碳過多時，就會發生酸化，這對海洋生物，尤其是那些依賴碳酸鈣構建外殼的生物，將是毀滅性的打擊。這種從太空視角看到的全球性變化，讓我對氣候問題的緊迫性有瞭更深刻的認識。我還記得書中對海洋塑料汙染的描繪，那些從太空都能勉強看到的“海洋垃圾帶”，觸目驚心。作者並沒有迴避人類活動對海洋造成的負麵影響，而是以一種客觀而又充滿緊迫感的方式，呈現瞭這些問題。他將衛星圖像與陸地上的汙染源進行對比，清晰地展示瞭汙染如何從陸地流入海洋，並對海洋生態係統造成破壞。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有采用枯燥的科學報告形式，而是以一種探索者和發現者的口吻，帶領讀者一同去“看見”海洋。作者對於那些看似普通的海洋現象，賦予瞭全新的解讀，例如，他將海洋錶麵的微小波動，與深層的水溫變化聯係起來，展現瞭海洋內部的復雜互動。這本書不僅僅是一本科普讀物，更是一次關於“看見”海洋的洗禮，讓我對這個藍色星球有瞭更深層次的敬畏和思考。

评分☆☆☆☆☆

這本書以一種意想不到的角度，將我帶入瞭一個我以為已經足夠熟悉的世界——海洋。我一直以為，談論海洋無非是那些關於潮汐、洋流、海洋生物和人類活動對它的影響的老生常談。然而，《Discovering the Ocean from Space》徹底顛覆瞭我的認知。它不是從海平麵開始，也不是從海浪拍打沙灘的聲音開始，而是從遙遠的太空，從那個俯瞰著我們星球的冷峻視角切入。這種“距離感”帶來的視角轉換，實在是太驚人瞭。書中的第一章，我記得非常清楚，它描繪瞭地球在太空中那一抹令人驚嘆的藍色，並不僅僅是簡單的色彩描繪，而是通過衛星捕捉到的數據，將這抹藍色分解為無數層麵的信息：水體的溫度分布、鹽度的細微差異、以及那些肉眼不可見的微量元素如何在大洋深處構築起生命的舞颱。作者引用瞭大量的遙感圖像，這些圖像不僅僅是美麗的風景照，更是嚴謹的科學數據可視化。我第一次瞭解到，那些在衛星圖像上呈現齣詭異的綠色的區域，並非是海藻的密集聚集，而是蘊含著海洋生産力的關鍵信號。書中對不同顔色光譜的解讀，以及它們如何指示浮遊生物的分布和海洋生態係統的健康狀況，讓我對海洋的復雜性和生命力有瞭全新的認識。我之前總覺得海洋生物學是關於魚類、鯨魚和珊瑚礁的，但這本書讓我明白，海洋的生命遠不止於此，它是一個由無數微小生命支撐起來的龐大係統，而這個係統，在太空中，以一種全新的方式被揭示齣來。作者並沒有迴避復雜的科學概念，但他以一種極其生動且易於理解的方式進行瞭解釋，仿佛他是一個經驗豐富的導遊，帶領著我這個對宇宙和海洋都充滿好奇的旅人，穿越那些令人望而卻步的科學術語，直抵核心的奧秘。他將衛星數據比喻成海洋的“指紋”，每一次觀測都是一次對海洋健康狀況的“體檢”，而這些“體檢報告”，則揭示瞭海洋在氣候變化、環境汙染等問題麵前所承受的巨大壓力。這本書讓我明白，我們對海洋的理解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，海洋的廣闊與神秘是其最引人入勝的特質，而《Discovering the Ocean from Space》這本書，恰恰抓住瞭這一點，並將其提升到瞭一個全新的維度。它不是一本關於海洋生物的圖鑒，也不是一本關於海洋探險的紀實，而是一次關於“看見”海洋的革命。書中的圖像，尤其是那些由衛星傳迴的，經過後期處理的地球影像，簡直就是藝術品，但它們又承載著最前沿的科學信息。我記得有一張圖片，展示瞭全球洋流的宏大格局，那些蜿蜒流淌的暖流和寒流，在太空中勾勒齣地球的脈絡。作者通過對這些洋流的詳細解讀，讓我意識到它們不僅僅是水的流動，更是熱量、養分和生命的“運輸帶”。這種宏觀的視角，讓我對氣候變化的原因有瞭更深刻的理解。書中有大量篇幅探討瞭海洋在全球氣候係統中的作用，它如何吸收二氧化碳，如何調節全球溫度，以及海洋的健康狀況如何直接影響著我們居住的陸地。我之前對氣候變化總是有一種籠統的恐懼感，但這本書通過具體的衛星觀測數據，讓我看到瞭海洋在其中的具體機製。例如，它解釋瞭海洋溫度的升高如何導緻海平麵上升，以及海洋吸收二氧化碳的能力下降對大氣成分造成的長遠影響。作者還以非常直觀的方式，展示瞭人類活動對海洋造成的痕跡，比如那些從衛星圖像上清晰可見的航運航綫，以及因過度捕撈而齣現的“死亡區域”。這種“遠觀”帶來的震撼，比任何近距離的調查報告都來得更為直接和深刻。它讓我們意識到，我們所做的每一個選擇，無論大小，都在海洋這個巨大的生命體上留下印記。這本書的敘事方式也非常吸引人，作者似乎是在用一種非常個人化的方式，分享他從太空中“發現”海洋的驚喜與感悟，沒有枯燥的專業術語堆砌，而是充滿瞭人文關懷和科學探索的熱情。他將復雜的天文觀測和海洋學知識，轉化為引人入勝的故事，讓我完全沉浸其中，仿佛我也是那個在太空艙中，透過舷窗凝視著地球藍色心髒的觀察者。

评分☆☆☆☆☆

在閱讀《Discovering the Ocean from Space》之前，我對海洋的認知，大多停留在那些關於波濤洶湧的海麵、形態各異的海洋生物以及深邃神秘的海底世界的想象中。我以為，海洋就是地球上的一個廣闊的水域，它遵循著自己的物理規律，孕育著生命，同時也隱藏著許多未知的秘密。然而，這本書，以一種極其宏大且令人震撼的視角，徹底顛覆瞭我以往的認知，讓我看到瞭一個我從未想象過的海洋。我仍然清晰地記得，書中對全球洋流係統的描繪，那些在太空中勾勒齣地球脈絡的“海洋血管”，並非僅僅是簡單的水流，而是承載著熱量、養分和生命的巨大運輸帶。作者通過大量的衛星遙感數據，將這些肉眼不可見的洋流，以一種令人驚嘆的視覺化方式呈現齣來，讓我明白瞭它們在全球氣候調節中的關鍵作用。我之前對氣候變化總有一種模糊的理解，但這本書，通過具體的海洋溫度數據和洋流模式，讓我看到瞭這些變化背後真實的物理過程，以及它們對我們賴以生存的地球環境可能造成的深遠影響。書中關於海洋如何吸收大氣中的二氧化碳，以及這種吸收過程對海洋生態係統可能造成的酸化問題，更是讓我對全球氣候變化有瞭更為緊迫和切實的認識。我從未設想過，我們能夠從太空中“看見”如此微觀的海洋活動，例如，書中對海水中浮遊生物分布的描繪，它們形成的巨大“綠色斑塊”，不僅是海洋生命力的體現，更是整個地球碳循環的重要環節。作者將這些復雜的科學概念，以一種極其生動且富有想象力的方式呈現齣來，他用詩意的語言，結閤嚴謹的科學數據，帶領讀者一同去“發現”海洋。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有使用那些令人望而卻步的科學術語，而是以一種充滿探索精神的口吻，分享他對海洋的感悟和發現。它讓我明白瞭，我們對海洋的瞭解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

讀完《Discovering the Ocean from Space》這本書，我感覺自己像是完成瞭一次令人驚嘆的太空旅行，並在這趟旅程中，重新認識瞭我們腳下這顆星球最核心的組成部分——海洋。在我看來，這本書並非僅僅是一本科普讀物，它更像是一場由作者帶領的，關於“看見”海洋的啓濛。我一直以來對海洋的印象，大多停留在其廣闊的錶麵和豐富多樣的生物。然而，這本書，卻從一個我從未設想過的角度——遙遠的太空，揭示瞭海洋更為宏大、更為深刻的意義。我至今仍清晰地記得，書中對全球海洋錶麵溫度分布的詳盡描繪，那些衛星圖像中呈現齣的深淺不一的藍色、綠色和紅色，不僅僅是簡單的色彩標記，而是代錶著海洋能量的流動，以及這些能量如何深刻地影響著全球的氣候模式。作者通過引用的大量衛星數據，讓我明白瞭海洋是如何充當地球的“恒溫器”，它吸收、儲存並重新分配太陽能，從而維持著地球的適宜溫度。我之前對氣候變化的理解，總是一種籠統的擔憂，但這本書，通過具體的海洋溫度變化數據，讓我看到瞭這些變化背後的物理機製，以及它們對我們賴以生存的環境可能造成的深遠影響。書中關於海洋如何吸收大氣中的二氧化碳，以及這種吸收過程對海洋生態係統可能造成的酸化問題，更是讓我對全球氣候變化有瞭更為緊迫和切實的認識。我從未想過，我們能夠從太空中“看見”如此微觀的海洋活動，例如，書中對海洋中浮遊生物分布的描繪，它們形成的巨大“綠色斑塊”，不僅僅是海洋生命力的象徵，更是整個地球碳循環中至關重要的一環。作者將這些復雜的科學概念，以一種極其生動且富有想象力的方式呈現齣來，他用詩意的語言，結閤嚴謹的科學數據，帶領讀者一同去“發現”海洋。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有使用那些枯燥乏味的專業術語，而是以一種充滿探索精神的口吻，分享他對海洋的感悟和發現。它讓我明白瞭，我們對海洋的瞭解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

《Discovering the Ocean from Space》這本書，給我帶來瞭前所未有的震撼，它讓我重新認識瞭“海洋”這個概念。我一直以為，海洋是地球上一個獨立而巨大的藍色星球，它有著自己的規律，有著自己的生命。但這本書，卻用一種極其宏大的視角，揭示瞭海洋與我們所居住的陸地，以及整個地球生命係統之間，那種密不可分、相互影響的關係。我記得書中有一張令人驚嘆的衛星照片，展示瞭地球上氣鏇的形成和演變，而這些巨大的氣象現象，都與海洋的溫度、洋流以及水汽的交換息息相關。作者通過對這些圖像的解讀，讓我明白瞭海洋不僅僅是地錶的水，它更是地球氣候調節的“心髒”，是驅動全球天氣係統運轉的“引擎”。他詳細解釋瞭海洋如何吸收和釋放大量的熱量，以及這種熱量交換如何影響著全球的氣溫分布和降雨模式。我之前對氣候變化總是有一種模糊的理解，總覺得它是一個遙遠的問題。但這本書，通過具體的衛星觀測數據，讓我看到瞭海洋在氣候變化中的關鍵作用。例如，書中對海平麵上升原因的解釋，就不僅僅局限於冰川融化，更深入地探討瞭海水受熱膨脹的物理過程，而這又與海洋溫度的變化密切相關。作者還通過大量的實例，展示瞭人類活動對海洋造成的深遠影響。我記得書中有一幅圖，展示瞭全球航運網絡，以及這些航綫對海洋生態造成的汙染和噪音乾擾。他將這些微觀的行為，放置在全球宏觀的海洋環境中去審視，讓我看到瞭我們每一個微小的舉動，都可能在全球層麵産生連鎖反應。這本書的敘事方式非常獨特，它不像我以前讀過的任何一本科學書籍。它更像是一場由作者引領的太空探險，他用詩意的語言，結閤嚴謹的科學數據，將海洋的奧秘一層層地展現在我麵前。他並沒有刻意去使用復雜的術語，而是用通俗易懂的比喻，將那些深奧的科學原理講解得生動有趣。這本書讓我對海洋有瞭全新的敬畏感，它不再僅僅是一個美麗的藍色星球，而是一個復雜、動態、充滿生命力的係統，與我們每一個人的命運息息相關。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在我拿起《Discovering the Ocean from Space》這本書之前，我對海洋的理解，很大程度上局限於教科書上的概念和偶爾在新聞中看到的零星報道。我總覺得，海洋是一個遙遠而龐大的存在，它與我們日常生活中的種種瑣事似乎沒有太多直接的聯係。然而，這本書，徹底改變瞭我固有的認知，它以一種震撼人心的方式，將我引入瞭一個我從未想象過的關於海洋的全新世界。我至今仍清晰地記得，書中關於海洋溫度分布的宏大圖景，那些在太空中呈現齣不同色彩的區域，不僅僅是簡單的溫度差異，而是代錶著海洋能量的流動，以及這些能量如何影響著全球的氣候模式。作者通過對衛星數據的精妙解讀，讓我明白瞭海洋是如何成為地球氣候的“調溫器”，它吸收瞭大量的太陽輻射，並將熱量在全球範圍內進行重新分配，從而維持著地球的生態平衡。我之前總覺得，氣候變化是一個抽象的概念，但這本書，通過具體的海洋溫度數據，讓我看到瞭它背後真實的物理過程。書中關於海洋如何吸收二氧化碳的部分，尤其令我印象深刻。作者用清晰的圖錶和數據，展示瞭海洋作為地球“碳匯”的重要性，同時也警告瞭海洋酸化帶來的潛在威脅。這種從太空視角看到的全球性生態係統的變化，讓我對我們所麵臨的環境挑戰有瞭更深刻的認識。我之前從未設想過，我們能夠在太空中“看見”如此微觀的海洋過程，例如，書中對海水中浮遊生物分布的描繪，它們形成的巨大“綠色斑塊”，不僅是海洋生命力的體現，更是整個地球碳循環的重要環節。作者將這些復雜的科學概念，以一種極其生動且富有想象力的方式呈現齣來，仿佛他是一位經驗豐富的嚮導，帶領著我在宇宙的星辰大海中，探索地球這顆藍色星球的奧秘。這本書的敘事方式非常獨特，它沒有使用那些令人望而卻步的科學術語，而是以一種充滿人文關懷的口吻，分享他對海洋的發現和感悟。它讓我明白，我們對海洋的瞭解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

翻開《Discovering the Ocean from Space》這本書，我仿佛被一股無形的力量，從熟悉的地球錶麵，拉升至浩瀚的宇宙，然後，以一種全新的姿態，重新審視那片我以為已經足夠熟悉的藍色星球。在這本書之前，我總覺得海洋是地球上一個獨立的、龐大的水體，它擁有自己的生命，自己的規律，但與陸地上的生活，似乎存在著一種天然的隔離。然而，這本書，以一種我從未想象過的方式，徹底顛覆瞭我的認知，讓我看到瞭海洋與我們之間，那種密不可分、相互依存的宏大聯係。我至今仍清晰地記得，書中關於全球洋流係統的描繪，那些在太空中勾勒齣地球脈絡的“海洋血管”，並非僅僅是簡單的水流，而是承載著熱量、養分和生命的巨大運輸帶。作者通過大量的衛星遙感數據，將這些肉眼不可見的洋流，以一種令人驚嘆的視覺化方式呈現齣來，讓我明白瞭它們在全球氣候調節中的關鍵作用。我之前對氣候變化總有一種模糊的理解，但這本書，通過具體的海洋溫度數據和洋流模式，讓我看到瞭這些變化背後真實的物理過程，以及它們對我們賴以生存的地球環境可能造成的深遠影響。書中關於海洋如何吸收大氣中的二氧化碳，以及這種吸收過程對海洋生態係統可能造成的酸化問題，更是讓我對全球氣候變化有瞭更為緊迫和切實的認識。我從未設想過，我們能夠從太空中“看見”如此微觀的海洋活動，例如，書中對海水中浮遊生物分布的描繪，它們形成的巨大“綠色斑塊”，不僅是海洋生命力的體現，更是整個地球碳循環的重要環節。作者將這些復雜的科學概念，以一種極其生動且富有想象力的方式呈現齣來，他用詩意的語言，結閤嚴謹的科學數據，帶領讀者一同去“發現”海洋。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有使用那些令人望而卻步的科學術語，而是以一種充滿探索精神的口吻，分享他對海洋的感悟和發現。它讓我明白瞭，我們對海洋的瞭解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

《Discovering the Ocean from Space》這本書，對我來說，簡直是一場心靈的震撼之旅。在此之前，我總覺得海洋是地球上一個相對獨立、廣闊而神秘的存在，它有著自己的生態係統，自己的生命演變，似乎與我們陸地上的生活聯係並不那麼緊密。然而，這本書，卻以一種我從未想象過的方式，將我帶入瞭一個全新的視角——從遙遠的太空俯瞰我們賴以生存的地球，並在這個視角下，重新認識海洋的本質。我清晰地記得，書中關於全球海洋錶麵溫度分布的宏大圖景，那些衛星圖像中呈現齣的深淺不一的色彩，不僅僅是簡單的溫度標記，而是代錶著海洋能量的流動，以及這些能量如何深刻地影響著全球的氣候模式。作者通過引用大量的衛星數據，讓我明白瞭海洋是如何充當地球的“恒溫器”，它吸收、儲存並重新分配太陽能，從而維持著地球的適宜溫度。我之前對氣候變化的理解，總是一種籠統的擔憂，但這本書，通過具體的海洋溫度變化數據，讓我看到瞭這些變化背後的物理過程，以及它們對我們賴以生存的環境可能造成的深遠影響。書中關於海洋如何吸收大氣中的二氧化碳，以及這種吸收過程對海洋生態係統可能造成的酸化問題，更是讓我對全球氣候變化有瞭更為緊迫和切實的認識。我從未設想過，我們能夠從太空中“看見”如此微觀的海洋活動，例如，書中對海水中浮遊生物分布的描繪，它們形成的巨大“綠色斑塊”，不僅是海洋生命力的體現，更是整個地球碳循環的重要環節。作者將這些復雜的科學概念，以一種極其生動且富有想象力的方式呈現齣來，他用詩意的語言，結閤嚴謹的科學數據，帶領讀者一同去“發現”海洋。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有使用那些令人望而卻步的科學術語，而是以一種充滿探索精神的口吻，分享他對海洋的感悟和發現。它讓我明白瞭，我們對海洋的瞭解，遠比我們想象的要膚淺得多，而從太空的視角，恰恰為我們打開瞭一扇通往更深層認識的大門。

评分☆☆☆☆☆

在閱讀《Discovering the Ocean from Space》之前，我一直將海洋視為一個相對獨立的、宏大的自然實體，它似乎與我們日常生活中的種種憂慮有著微妙的距離。然而，這本書以一種極其震撼且引人入勝的方式，徹底打破瞭我固有的認知。它不僅僅是關於海洋本身，更是關於海洋與地球生命係統之間韆絲萬縷的聯係，而這種聯係，在太空的視角下，被前所未有地清晰呈現。我至今仍清晰地記得書中的一個章節，詳細闡述瞭海洋如何成為地球生命起源的關鍵，以及這些古老的生命形式，在廣闊無垠的海洋中，如何演化並影響著整個地球的生物多樣性。作者運用瞭大量的衛星遙感數據，描繪瞭海洋錶麵以下隱藏的生命活動，那些由浮遊生物構成的“生命之網”，在太空中以一種極其抽象卻又充滿生命力的圖案顯現。我之前從未想過，我們能夠從太空“看見”如此微觀的生命活動，但這本書記的作者做到瞭。他通過分析不同光譜的反射，揭示瞭海洋的“呼吸”，即浮遊生物進行光閤作用釋放氧氣的過程，以及這個過程對地球大氣成分的至關重要性。書中有不少對海洋生態係統脆弱性的探討，作者通過衛星圖像，展示瞭人類活動，如工業汙染、塑料垃圾等，是如何在海洋中留下永久的傷痕。尤其令我印象深刻的是，他將全球漁業活動與衛星觀測到的海洋生産力數據進行對比，揭示瞭某些區域過度捕撈的嚴峻現實，以及這種活動對整個海洋生態係統平衡造成的破壞。這種“遠距離”的觀察，反而讓問題顯得更加觸目驚心，因為它展現瞭人類行為在全球尺度上的影響，而這種影響，又反饋到我們賴以生存的地球環境。這本書的敘事風格非常獨特，它沒有使用傳統科學著作的嚴謹冷峻，而是以一種更加人性化、更加富有探索精神的口吻，帶領讀者一同去“發現”海洋。作者對於那些看似平凡的海洋現象，賦予瞭全新的解讀，例如，他將海洋的顔色變化，從單純的美學觀察，提升到對海洋健康狀況的科學診斷。這本書記不僅拓展瞭我的視野，更引發瞭我對人類與海洋關係的深刻反思，讓我意識到，我們對海洋的忽視，無異於對自身未來的漠視。

评分☆☆☆☆☆