Ocean Biogeochemical Dynamics

Ocean Biogeochemical Dynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Princeton University Press
作者:Jorge L. Sarmiento
出品人:
页数:528
译者:
出版时间:2006-6-9
价格:GBP 95.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780691017075
丛书系列:
图书标签:
  • 大学学习
  • 地球
  • 动力学
  • mar
  • 海洋生物地球化学
  • 生物地球化学循环
  • 海洋学
  • 碳循环
  • 氮循环
  • 磷循环
  • 海洋生态系统
  • 气候变化
  • 海洋建模
  • 地球化学
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

"Ocean Biogeochemical Dynamics" provides a broad theoretical framework upon which graduate students and upper-level undergraduates can formulate an understanding of the processes that control the mean concentration and distribution of biologically utilized elements and compounds in the ocean. Though it is written as a textbook, it will also be of interest to more advanced scientists as a wide-ranging synthesis of our present understanding of ocean biogeochemical processes. The first two chapters of the book provide an introductory overview of biogeochemical and physical oceanography. The next four chapters concentrate on processes at the air-sea interface, the production of organic matter in the upper ocean, the remineralization of organic matter in the water column, and the processing of organic matter in the sediments. The focus of these chapters is on analyzing the cycles of organic carbon, oxygen, and nutrients. The next three chapters round out the authors' coverage of ocean biogeochemical cycles with discussions of silica, dissolved inorganic carbon and alkalinity, and CaCO3. The final chapter discusses applications of ocean biogeochemistry to our understanding of the role of the ocean carbon cycle in interannual to decadal variability, paleoclimatology, and the anthropogenic carbon budget. The problem sets included at the end of each chapter encourage students to ask critical questions in this exciting new field. While much of the approach is mathematical, the math is at a level that should be accessible to students with a year or two of college level mathematics and/or physics.

《风语者:海洋的低语与地球的脉搏》 在这片蔚蓝深邃的星球上,海洋,这个占地表七成以上的巨大水体,不仅是生命起源的摇篮,更是地球气候、化学循环乃至整个生命系统运转的核心。然而,它所承载的秘密,却常常被我们所忽视。本书《风语者:海洋的低语与地球的脉搏》将带您潜入海洋的广袤腹地,倾听那些来自深海的低语,感受那与陆地息息相关的地球脉搏。 本书并非枯燥的科学论文集,而是一次充满探索精神的旅程。我们将从海洋最基础的化学构成开始,解析那些构成生命体征的元素如何在海水中游弋、转化,又如何被无数的生命形式所利用。从微小的浮游生物到庞大的鲸群,它们在海洋这个庞大而精密的化学实验室中,扮演着怎样的角色?它们如何呼吸、生长、繁衍,又如何参与到地球的碳循环、氮循环之中,悄无声息地影响着我们赖以生存的大气成分? 我们将目光聚焦于那些肉眼不可见的“风语者”——微生物。它们是海洋中最活跃的化学家,是驱动海洋能量流动和物质循环的隐形引擎。从光合作用的蓝藻,到分解有机物的细菌,它们在海洋的每一个角落,无论是炽热的火山热液喷口,还是冰封的极地海域,都默默地进行着生命的奇迹,将简单的无机物转化为复杂的有机物,又将它们分解,循环不息。它们是海洋的“清道夫”,也是海洋的“生产者”,更是地球气候变化的“调节器”。 本书还将深入探讨海洋与大气之间错综复杂的关系。海风如何携带水汽,影响陆地的降雨;海洋如何吸收大气中的二氧化碳,缓解温室效应;海洋温度的变化又如何引发全球范围内的极端天气事件。我们将一同揭示,那看似遥远的海洋,实际上与我们每一个人的生活都紧密相连。每一次呼吸的空气,每一次感受到的气候波动,都可能源自海洋深处的某一次化学反应,或是某一种微生物的悄然活动。 我们将跟随科学家们的足迹,了解他们如何运用先进的科技手段,探测海洋的深层奥秘。从卫星遥感的海表温度分布,到深潜器采集的沉积物样本,再到基因测序揭示的微生物多样性,我们得以窥见那些曾经遥不可及的海洋世界。本书将用生动的语言和引人入胜的案例,展现这些科学家们如何从零散的数据中解读出地球的健康密码,如何预测未来的海洋变化及其对人类社会的影响。 您将了解到,海洋并非一成不变的宁静港湾,它时刻处于动态之中。洋流的涌动,潮汐的涨落,无时无刻不在重塑着海洋的化学环境,并进而影响着全球的生态系统。本书将描绘出这些宏大的海洋动力学过程,解释它们如何将热量、养分和生命输送到世界的各个角落,维系着地球的生命之网。 更重要的是,本书将引发我们对海洋保护的深刻反思。人类活动,如过度捕捞、污染排放、气候变化,正在以前所未有的速度改变着海洋的化学组成和生态平衡。本书将呈现这些变化带来的严峻挑战,例如海洋酸化对珊瑚礁和贝类的威胁,缺氧区的扩张对海洋生物的窒息,以及塑料垃圾对海洋生态系统的长期损害。我们能否在伤害继续之前,倾听海洋的求救信号,改变我们的行为,与这片生命的摇篮和谐共处? 《风语者:海洋的低语与地球的脉搏》是一本献给所有对地球生命系统充满好奇的读者的书。它将帮助您重新认识海洋,理解海洋的至关重要性,并激发您对保护这片蓝色星球的热情。让我们一起,在这本书中,倾听海洋深处的智慧,感受它与我们共同跳动的脉搏。

作者简介

目录信息

TABLE OF CONTENTS:
Preface xi
Chapter 1: Introduction 1
1.1 Chemical Composition of the Ocean 1
1.2 Distribution of Chemicals in the Ocean 7
1.3 Chapter Conclusion and Outline of Book 15
Problems 16
Chapter 2: Tracer Conservation and Ocean Transport 19
2.1 Tracer Conservation Equation 19
Advection and Diffusion Components 19
Application to Box Models 22
2.2 Wind-Driven Circulation 23
Equations of Motion 27
Ekman Transport 28
Gyre Circulation 30
2.3 Wind-Driven Circulation in the Stratified Ocean 33
Basic Concepts 34
Ocean Stratification 34
Geostrophic Equations 37
Gyre Circulation with Stratification 37
Insights from the Potential Vorticity Distribution 38
Insights from Tracers 39
Insights from the Thermal Wind Relationship 42
2.4 Deep Ocean Circulation 46
Observations 46
Models 52
Summary of Deep Ocean Circulation 57
2.5 Time-Varying Flows 59
Mesoscale Variability 60
Interannual to Decadal Variability 61
Tropical Variability 61
Extratropical Variability 66
Problems 69
Chapter 3: Air-Sea Interface 73
3.1 Introduction 73
3.2 Gas Solubilities 75
3.3 Gas Exchange 80
Stagnant Film Model 81
Laboratory Studies 83
Field Studies 86
Gas Transfer Velocity Models 89
3.4 Applications 95
Problems 100
Chapter 4: Organic Matter Production 102
4.1 Introduction 102
Nutrient Supply 105
Light 111
Efficiency of the Biological Pump 111
Outline 114
4.2 Ecosystem Processes 115
Nutrients 115
Composition of Organic Matter 115
Limiting Nutrient 117
Paradigm of Surface Ocean Nitrogen Cycling 117
Phytoplankton 123
Classification of Organisms 123
Phytoplankton Distribution and Productivity 128
Modeling Photosynthesis 131
Zooplankton 135
Bacteria 137
4.3 Analysis of Ecosystem Behavior 138
Role of Light Supply 139
Classical Ecosystem Models 142
N-P Model--Bottom-up Limitation 142
N-P-Z Model--Top-Down Limitation 144
Adding the Microbial Loop 146
Multiple Size Class Ecosystem Models 147
The Model 147
Influence of Micronutrients 149
Applications 150
North Pacific versus North Atlantic 152
Oligotrophic Region 155
4.4 A Synthesis 157
The Regeneration Loop 158
The Export Pathway 158
The Role of Iron 160
Conclusions 162
Problems 168
Chapter 5: Organic Matter Export and Remineralization 173
5.1 Introduction 173
Nutrient and Oxygen Distributions 173
Remineralizaton Reactions 178
Preformed and Remineralized Components 179
Dissolved and Particulate Organic Matter 180
Outline 181
5.2 Oxygen 181
Separation of Preformed and Remineralized Components 181
Deep Ocean Oxygen Utilization Rates 182
Thermocline Oxygen Utilization Rates 183
5.3 Nitrogen and Phosphorus 186
Stoichiometric Ratios 186
Phosphate 188
The Nitrogen Cycle 189
N* as a Tracer of Denitrification 189
N* as a Tracer of N2 Fixation 195
The Oceanic Nitrogen Budget 196
Nitrous Oxide 197
5.4 Organic Matter Cycling 200
Particulate Organic Matter 200
Overview 200
Particle Flux 203
The Role of Ballast 206
Particle Remineralization 207
Models of Particle Interactions 209
Dissolved Organic Matter 211
5.5 Models 215
Model Development 215
Sensitivity Studies 217
Applications: Control of Oceanic Oxygen 221
Problems 222
Chapter 6: Remineralization and Burial in the Sediments 227
6.1 Introduction 227
Observations 227
Sediment Properties and Processes 229
Remineralization Reactions 233
6.2 Sediment Diagenesis Models 236
Pore Waters 237
Solids 241
6.3 Remineralization 245
Oxic Sediments 246
Anoxic Sediments 250
Dissolved Organic Carbon 253
6.4 Burial 255
The Substrate 255
The Oxidant 256
Protection by Mineral Adsorption 257
Synthesis 258
6.5 Organic Matter Budget 260
Problems 267
Chapter 7: Silicate Cycle 270
7.1 Introduction 270
Water Column Observations 271
Sediment Observations 271
Outline 278
7.2 Euphotic Zone 278
Diatoms 278
Opal Production and Export 280
7.3 Water Column 285
Opal 286
Silicic Acid 288
7.4 Sediments 295
Opal Dissolution and Burial 295
Opal Chemistry 299
7.5 Conclusion 308
Overview 308
Marine Si Budget 309
Long-Term Homeostasis 311
Problems 313
Chapter 8: Carbon Cycle 318
8.1 Introduction 319
8.2 Inorganic Carbon Chemistry 322
8.3 The Surface Ocean 327
Annual Mean Distribution 327
Physical Processes 328
Biological Processes 331
Vector Diagrams 334
Seasonal Variability 335
Subtropical Gyres 337
North Atlantic 340
North Pacific 341
8.4 Water Column 342
Outline 342
Pump Components 342
The Biological Pumps 345
The Gas Exchange Pump 347
Global Mean 347
Atlantic versus Pacific 349
8.5 Carbon Pumps and Surface Fluxes 352
Problems 355
Chapter 9: Calcium Carbonate Cycle 359
9.1 Introduction 359
9.2 Production 362
Organisms 362
Export Estimates 363
Inorganic-to-Organic Carbon Export Ratio 363
9.3 Water Column Processes 365
CaCO3 Solubility 365
Variations in Saturation State 368
Carbonate Ion Distribution 368
Water Column Dissolution 371
9.4 Diagenesis 374
CaCO3 Dissolution in Sediments 374
Modeling CaCO3 Diagenesis 379
Model Applications 379
Concluding Remarks 384
9.5 Calcium Carbonate Compensation 384
CaCO3 Homeostat 384
CaCO3 Compensation 386
Problems 389
Chapter 10: Carbon Cycle, CO2, and Climate 392
10.1 Introduction 392
Greenhouse Effect 394
Global Warming 396
Outline 398
10.2 The Anthropogenic Perturbation 399
Capacity Constraints 400
Buffering by Dissolved Carbonate 400
Buffering by Sediment CaCO3 401
Buffering by Weathering 402
Kinetic Constraints 402
Atmospheric Pulse Response 402
Ocean Uptake and Buffering with Dissolved Carbonate 403
Buffering by Sediment CaCO3 405
Anthropogenic CO2 Uptake 405
Direct Estimation 406
Reconstruction of Anthropogenic CO2 Inventory 408
The Atmospheric Oxygen Method 413
The Role of Biology 414
Future CO2 Uptake 415
10.3 Interannual to Decadal Timescale Variability 417
Tropical Variability 419
Extratropical Variability 423
10.4 Glacial-Interglacial Atmospheric CO2 Changes 429
Setting the Scene 431
Terrestrial Biosphere Carbon Loss 431
Salinity Changes 432
Temperature Changes 434
Fundamental Mechanisms 435
Southern Ocean Dominance 435
Equilibration of Low-Latitude Changes 436
Closing the Southern Ocean Window 440
Physical Mechanisms 442
Biological Mechanisms 443
Observational Constraints 444
A Role for the Regions outside the Southern Ocean? 446
Circulation Scenarios 447
Soft-Tissue Pump Scenarios 447
Alkalinity and Carbonate Pump Scenarios 449
A Synthesis Scenario 452
Problems 454
Appendix 459
References 461
Index 495
· · · · · · (收起)

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书最吸引我的地方,在于其非线性的叙事结构和充满哲学意味的提问方式。它不像传统教材那样板着脸孔,而是用一种近乎散文诗的笔触,探讨着生命与化学如何在地球最大的栖息地中共存与演化。我尤其喜欢其中关于海洋酸化对钙化生物群体影响的讨论部分,作者没有止步于描述酸性增强带来的直接负面效应,而是深入挖掘了生物群落适应性演化的复杂路径,甚至探讨了在极端环境压力下,生物多样性可能出现的“意外惊喜”。这种辩证的、充满生命韧性的视角,让人在面对气候变化带来的严峻挑战时,能保持一种更为审慎而又充满希望的态度。阅读体验非常独特,它不仅是知识的输入,更是一种世界观的重塑,让我开始用一种更具生态系统视角的眼光去审视每一个数据点背后的生命故事。

评分

这本书绝对是海洋科学领域的一部里程碑式的著作,读起来让人感觉像是进行了一次深入的思维探险。作者的叙事方式极为引人入胜,仿佛将读者置于一个充满未知的深海世界。书中对复杂的物理、化学和生物过程的阐述,并非枯燥的公式堆砌,而是通过生动详实的案例和精妙的比喻,将这些看似高深的学科概念巧妙地编织在一起。尤其让我印象深刻的是,作者在探讨洋流与营养盐循环的互动时,所展现出的那种宏大叙事能力。它不仅仅是在描述“发生了什么”,更是在追问“为什么会这样”,引导读者去思考海洋系统作为一个整体的运作机制。那种层层递进的逻辑推导,让人在阅读的过程中不断产生“原来如此”的顿悟感。全书的学术深度毋庸置疑,但语言的流畅性和对基础知识的顾及,使得即便是跨学科的研究者也能从中获益匪浅。这是一本真正意义上的“思想催化剂”,读完后,我对海洋的理解达到了一个新的高度,不再是零散的知识点,而是一幅完整、动态且充满生命力的画卷。

评分

从一个纯粹的读者角度来看,这本书最大的优点是它的“可读性之下的巨大信息量”。作者似乎拥有将复杂系统简化为易于理解组件的魔力,同时又确保了简化过程不损失本质的精确性。例如,关于海洋溶解性有机碳(DOC)的转化效率分析,我以前总是觉得这个环节过于模糊和不确定,但这本书通过一个全新的代谢模型,将DOC的“黑箱”部分清晰地拆解成了几个可量化的子过程,极大地降低了我对其进行量化研究的心理门槛。我发现自己不再是被动地接受信息,而是在主动地与作者的论点进行“对话”。每读完一个段落,我都会情不自禁地在脑海中绘制出相应的动态图景。这本书的价值在于,它不仅仅是知识的传递者,更是一个优秀的“思维导师”,它教会了如何像海洋化学家那样去思考、去组织信息流,其对严谨逻辑和系统性思维的训练,远超出了单纯的知识积累。

评分

我花了整整一个月的时间才啃完这本书,坦白说,它的难度和信息密度是相当惊人的,更像是为专业学者量身定做的深度参考手册,而不是面向大众的科普读物。书中对于特定海域碳汇效率的数学模型构建和参数敏感性分析,简直是教科书级别的严谨。每一章后面附带的参考文献列表都足够让你再开辟好几条新的研究路线。我特别欣赏作者在处理不同时间尺度变化时所展现出的细致入微。例如,书中对比了千年尺度的深海热盐环流变化与季节性浮游植物爆发对溶解氧浓度的瞬时影响,这种跨尺度的对比分析,极大地拓宽了我对海洋时间变异性的认知。当然,对于初学者来说,这本书可能过于“硬核”,其中某些章节的数学推导需要极强的背景知识支撑,我不得不反复查阅一些基础化学动力学的资料才能跟上作者的思路。但对于那些渴望挑战自我、力求在某一细分领域达到精深境界的同行来说,它无疑是一份无价的宝藏,是案头必备的“镇山之宝”。

评分

说实话,我对这本书的“实用性”持保留态度,但对其“学术探索性”给予极高评价。它似乎更关注于提出尚未解决的重大科学问题,而不是提供现成的操作指南。比如,书中关于深海热液喷口附近极端微生物群落的能量流动机制探讨,提出的几种假说都相当大胆且尚未被实验完全证实。这表明作者的立场是站在科学前沿的,敢于挑战现有范式。这本书的排版和图表设计也值得称赞,那些高分辨率的海洋剖面图和复杂的物质传输网络示意图,清晰地勾勒出了海洋内部错综复杂的联系。不过,我必须指出,书中对新兴的地球生物化学工具(如最新的同位素示踪技术)的介绍略显不足,似乎更侧重于经典的化学平衡理论。这使得书中某些结论带有时代局限性,需要读者自行更新知识结构来加以平衡。总而言之,这是一本激发思考的“问题之书”,而非“答案之书”。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有