Coastal and Estuarine Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Nielsen, Peter

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:

价格:$ 105.09

装帧:

isbn号码:9789812837110

丛书系列:

图书标签:

• 海岸过程
• 河口过程
• 海洋学
• 地貌学
• 沉积学
• 水动力学
• 海岸带管理
• 环境科学
• 地球科学
• 海洋工程

蓝色星球的脉动：海洋动力学与沉积物迁移的深度解析 本书深入探讨了支撑地球生命体的广阔海洋及其边缘地带，聚焦于驱动这些复杂系统的基础物理、化学和生物地球化学过程。我们旨在提供一个全面的视角，解析从深海环流的宏大尺度影响到近岸沙滩上细微粒子的重新分配所涉及的复杂机制。 第一部分：驱动海洋的宏观力量 海洋的运动并非随机的，它由一系列相互作用的巨大力量驱动。本书首先详细剖析了热盐环流（Thermohaline Circulation），这一全球性的“传送带”系统如何通过温度和盐度的差异，调控着全球热量和营养物质的分布。我们将考察北大西洋深水形成区（NADW）的机制，以及南大洋中层水体的演化，阐明其在长期气候变率中的关键作用。 紧接着，我们将转向尺度的更小、影响更直接的风场驱动环流。通过分析科里奥利力、压力梯度力和摩擦力的平衡，本书系统性地介绍了埃克曼输运（Ekman Transport）的原理及其在上升流和下降流形成中的核心地位。上升流区域，如秘鲁沿岸和加利福尼亚洋流系统，是地球上生物生产力最高的区域，我们将利用详细的观测数据和数值模型，揭示这些区域如何将深海富集营养物质带至光照带。 此外，本书对中尺度涡旋（Mesoscale Eddies）进行了深入研究。这些直径在几十到几百公里范围内的涡旋，虽然寿命相对短暂，但它们在横向混合、能量耗散以及营养物质向近海输送中扮演着不可或缺的角色。我们不仅会探讨涡旋的生成机制（如不稳定性理论），还会展示它们如何有效地将热量和盐度从大洋内部输送到大陆架边缘。 第二部分：波浪、潮汐与近岸动力学的精妙平衡 海洋的能量不仅通过缓慢的环流传递，也通过剧烈的波浪运动和规律的潮汐周期展现出来。本书的第二部分将目光聚焦于海面和近岸动力学。 波浪理论的阐述将从线性波理论（如斯托克斯波）开始，逐步过渡到非线性效应，特别是深水波与浅水波的转换过程。我们将详细分析波浪破碎（Wave Breaking）的物理过程，阐明其能量耗散机制，以及这种耗散如何驱动近岸的沙粒运动。傅里叶分析和谱方法将被应用于分析复杂的波浪场，帮助读者理解海浪预报模型的构建基础。 潮汐动力学部分，超越了简单的天文引力计算。我们深入探讨了开尔文波（Kelvin Waves）和罗斯比波（Rossby Waves）在海洋盆地内部的传播与反射，这些波动如何塑造了区域性的潮差差异。在受限水域，如海湾和河口，我们将分析地形对潮波的放大效应，并评估其对航道和港口运营的影响。 第三部分：沉积物的艺术：输运、沉积与地貌塑造 海洋的物质循环与地貌的演变紧密相关，这依赖于水体对固态物质的输运能力。本书将沉积物视为一个活跃的、响应水动力条件的示踪剂。 关于水动力学与沉积物床面相互作用的章节，将全面介绍湍流边界层理论，解释床面剪切应力（Shear Stress）如何决定泥沙的起动（Initiation of Motion）。我们将对比粘性泥沙（Cohesive Sediments）和非粘性沙粒（Non-cohesive Grains）在水流作用下的不同行为模式，特别是粘性泥沙在静水条件下形成的絮凝团（Flocculation）现象。 在沉积物输运机制方面，本书系统梳理了悬移（Suspended Load）、爬移（Bedload Transport）和跳跃（Saltation）三种主要输运模式的量化方法。针对复杂的斜坡和不规则床面，我们将介绍诸如Lagrangian方法和Eulerian方法的应用，用以模拟泥沙在风暴事件或海啸后的大尺度再分配。 此外，本书对海底地貌的形成进行了详尽的分析。从大型海脊（Abyssal Plains）的沉积平衡到浅水三角洲的扩张与侵蚀，我们考察了地形反馈机制——即沉积物的空间分布如何反过来影响水流结构。对浊积流（Turbidity Currents）的分析将聚焦于它们在深海扇（Submarine Fans）的物质汇聚和长期地质记录中的意义。 第四部分：化学与生物地球化学的耦合 物质的输运离不开化学性质的改变和生物活动的干预。本书最后一部分将这些物理过程置于更广阔的地球系统背景下。 我们将研究溶解物质和痕量元素在水团运动中的示踪作用。例如，利用溶解硅、硝酸盐和氧气的分布图，来界定不同水团的年龄和混合历史。这本书详细阐述了溶解态碳酸钙的饱和状态（Aragonite and Calcite Saturation States）如何受深层水环流和大气二氧化碳变化的影响，以及这如何直接关系到海洋生物骨骼的形成与溶解。 生物扰动（Bioturbation）的作用也被纳入考量。生活在海底的生物，如蠕虫和双壳类，通过挖掘和翻动表层沉积物，极大地改变了沉积物的孔隙度和氧化还原界面。这种生物活动对有机碳的埋藏效率和营养物质的释放周期有着关键的调控作用。 本书的最终目标是提供一个将物理海洋学、地质学和化学过程融为一体的、自洽的知识框架，为学生、研究人员和海洋工程师理解蓝色星球的复杂性提供坚实的基础。它强调的是过程而非单纯的描述，是机制而非现象的罗列。

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