地球力学中耦合数值模拟之进展

地球力学中耦合数值模拟之进展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国环境科学出版社
作者:孙培德
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2005-12
价格:30.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787802092549
丛书系列:
图书标签:
  • 地球力学
  • 数值模拟
  • 耦合模型
  • 地球动力学
  • 计算方法
  • 科学计算
  • 地幔对流
  • 板块构造
  • 地球物理
  • 岩石力学
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具体描述

地球的脉搏:揭示行星内部动态的奥秘 地球,我们赖以生存的家园,并非一块静止的岩石,而是一个充满活力、瞬息万变的巨大系统。从地表奔腾的洋流到地心熔融的岩浆,从板块边缘的剧烈碰撞到深邃地幔的缓慢涌动,地球的每一次呼吸都牵动着我们星球的命运。然而,这些发生在亿万年尺度、跨越数千公里深度的过程,其内在联系与相互作用却异常复杂,难以直接观测和理解。 《地球的脉搏:揭示行星内部动态的奥秘》一书,正是为了破译地球深处那些宏大而精妙的“脉搏”而诞生。它并非聚焦于已有的研究成果的简单梳理,而是致力于呈现一系列创新的思想和方法,旨在为我们提供一种全新的视角来审视和理解地球系统的运作机制。本书的核心在于探索那些将地球不同圈层——岩石圈、软流圈、地幔乃至外核——紧密联系在一起的“耦合”机制,并通过这些耦合来解释我们所观察到的各种地质现象。 想象一下,一场即将到来的地震,其根源可能深埋在地幔深处,由板块运动积累的能量通过复杂的介质传递,最终在地表引发灾难。或者,一片广阔的海洋,其温度和盐度的变化,不仅影响着气候,也可能通过热对流驱动着地幔物质的流动。这些看似独立的过程,实则相互依存、相互影响,形成了一个错综复杂的网络。本书正是要揭示这个网络中的关键节点和连接方式。 本书的独特之处在于,它将目光投向了那些能够有效捕捉和模拟这些复杂“耦合”的工具和理论。这些工具并非简单的数值计算,而是融合了物理学、数学、化学以及计算机科学的尖端技术。通过构建精密的模型,科学家们能够模拟在地质时间尺度上发生的物质迁移、能量传递以及相变过程。例如,书中会探讨如何利用有限元方法、谱方法等先进的数值技术,来处理地球内部不同介质之间边界条件的复杂变化,以及如何有效地求解涉及多物理场耦合的偏微分方程组。 我们并非仅仅停留在理论层面。本书将深入介绍如何将这些精密的数值模拟与我们所能获得的观测数据——地震波速、重力异常、地磁场变化、地表形变等等——相结合,通过“反演”的方式来约束模型参数,验证模拟结果的合理性,并最终揭示地球内部的真实结构和动力学过程。这种“模拟与观测相结合”的研究范式,是当前地球科学前沿的写照,它使得我们能够以前所未有的精度逼近地球真实的运行规律。 本书还会触及一些前沿的交叉学科领域。例如,如何利用机器学习和人工智能技术来加速复杂的数值模拟过程,或者从海量观测数据中挖掘出隐藏的地球动力学信息。这些新兴技术为我们理解地球的复杂性提供了新的可能性。 《地球的脉搏:揭示行星内部动态的奥秘》将带领读者穿越地球的表层,深入到那些人迹罕至却至关重要的区域。我们将一同探索: 板块构造的深层驱动力:从软流圈的对流模式如何影响地幔楔的物质流动,进而驱动俯冲板块的运动;地幔柱的上升如何对地壳造成伸展和火山活动的影响。 地幔动力学的多样性:不同温压条件下,岩石的流变性质如何变化?地幔深处的相变如何影响物质的密度和浮力?这些因素如何共同塑造了地幔的对流模式,进而影响板块的运动和地球的散热? 核心-地幔边界的相互作用:地核与地幔之间的物质交换和能量传递,对地球磁场的产生有何影响?地幔物质的异质性如何影响地核的对流? 火山活动的起源与演化:地下岩浆房的形成和演化,如何受到地幔物质供应和地壳应力场的影响?浅层岩浆运移过程中,热量和物质的传递如何触发喷发? 行星演化的长周期过程:地球的磁场、板块运动、火山活动等过程,如何随着时间的推移而演化?这些长周期变化背后,是否存在着与地球内部动力学相关的普遍规律? 本书的目标读者群广泛,包括地球物理学、地质学、地球化学、海洋学、大气科学等领域的学生、研究人员,以及任何对地球科学怀有浓厚兴趣的读者。它提供了一个深入了解地球内部运作机制的窗口,也为未来地球科学的研究指明了方向。通过掌握和运用这些耦合数值模拟的先进方法,我们能够更准确地预测地震、火山等自然灾害,更有效地利用地球资源,更深刻地理解地球这颗行星的演化历程及其在宇宙中的独特性。 《地球的脉搏》不仅仅是一本书,更是一场探索地球生命脉搏的旅程。它邀请您一同踏上这场前沿的科学探险,共同揭示我们脚下这颗蓝色星球最深层的秘密。

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目录信息

读后感

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用户评价

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《地球力学中耦合数值模拟之进展》——仅仅是书名,就已经勾勒出了一幅极具吸引力的科学图景。我脑海中浮现的,是那些在庞大的超级计算机集群中奔腾不息的数据流,它们精确地描绘着我们星球深层的脉动。这本书,我推测,正是一扇通往地球内部运作机制的窗口,通过“耦合”这一核心概念,它将地球系统内那些原本看似独立的现象,如地幔对流、板块运动、甚至与海洋和大气相互作用等,有机地联系起来,形成一个更为宏观和精密的动力学模型。“数值模拟”则意味着,作者们用严谨的数学语言和先进的计算方法,将这些复杂的物理过程具象化,用以探究地球内部的能量传输、物质循环以及形变机制。我期待,书中会详细阐述当前在耦合数值模拟领域取得的最新突破,比如在算法设计上的创新,如何更有效地处理不同空间和时间尺度的耦合,以及如何提高模拟结果的准确性和可靠性。对于地质学、地球物理学以及相关交叉学科的研究者而言,这本书无疑是了解该领域最新进展、获取研究灵感的重要参考,它所揭示的科学原理,将有助于我们更深刻地理解地球的演变历史和潜在的未来。

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这本书的标题,着实令人浮想联翩,尤其“耦合”与“数值模拟”这两个词,直接点明了其研究的核心——将地球系统中错综复杂的各种物理、化学过程,通过计算机的运算方式,进行相互关联、彼此影响地进行模拟。我猜想,这本书必定会详细介绍当前地球动力学研究的前沿进展,特别是那些致力于整合不同尺度、不同现象的数值模型。想象一下,地幔深处那缓慢而强大的对流,是如何驱动着地表板块的漂移?岩浆是如何在地壳中穿梭,形成火山活动?这些动态过程之间并非孤立存在,而是相互制约、相互影响的。这本书,我想,便是要为我们揭示这种“耦合”的奥秘,并展示如何利用先进的数值技术,将这些复杂的相互作用精确地表达出来。它可能涉及对各种数值算法的深入剖析,对模型构建的创新性方法,以及在处理海量数据时的计算挑战。对于任何渴望深入理解地球系统复杂性的科研工作者来说,这本书无疑是开启新视野的钥匙,它或许能提供全新的工具和思路,去探索地球内部的奥秘,甚至对地球未来的演变做出更精准的预测。

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这本书的名字让我联想到那些深邃而迷人的科学领域,特别是当“耦合”、“数值模拟”这些词汇出现时,就勾勒出一种严谨而前沿的图像。我仿佛看到了无数的数据流在计算机屏幕上交织,它们精确地描绘着地球内部的运动,从板块漂移的缓慢撕裂到地幔对流的宏大循环。想象一下,我们能够通过这些模型,窥探到地壳深处那股驱动着山脉崛起、火山喷发的巨大力量,甚至预测未来可能发生的地震和海啸。这本书,我猜想,一定深入探讨了如何将不同尺度的物理过程——比如岩石圈的变形、流体的流动、以及热量的传递——融合成一个统一的数学框架,并用强大的计算能力去求解这些复杂的方程组。它可能还会涉及算法的优化,如何设计出更高效、更精确的数值方法,以应对地球系统本身的极端复杂性和巨大的计算需求。对于那些渴望理解地球“内在生命”的读者来说,这本书无疑提供了一扇通往核心奥秘的窗户,它所揭示的不仅仅是地球的现状,更是理解其过去演化和未来走向的关键。我期待它能提供一些新颖的视角,或者在某个特定耦合模拟的技术上有突破性的进展,让我能更清晰地认识到我们所居住的这个星球的动态本质。

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这本书的书名,初读之下,似乎就暗示着一门将数理逻辑与地球的宏伟运动相结合的学问。我倾向于认为,它所涵盖的内容,或许会详细阐述如何通过计算机模拟来研究地球内部的动力学过程。试想,板块构造的每一次碰撞,每一次分离,其背后都牵扯着何等复杂的应力、应变以及能量的转化。而“耦合数值模拟”这几个字,恰恰点明了研究的深度和广度——它不是孤立地看待某个现象,而是试图将各种相互关联的地质过程,比如热对流、岩浆涌动、流体迁移等,纳入到一个统一的模拟框架之中。这无疑是一项极其艰巨的任务,需要精妙的数学建模,也需要强大的计算能力来支撑。我推测,书中很可能会详细介绍一些先进的数值算法和模型,用以处理这些高度非线性和多尺度的耦合问题。例如,如何精确地捕捉地幔深处的慢速对流,又如何将其影响传递到地表,引发地质灾害。对于任何对地球物理学、地质学,乃至气候变化等宏观地球系统科学感兴趣的研究者或学生来说,这本书的价值不言而喻。它可能为我们提供了一个更精确、更动态的地球模型,帮助我们理解地球作为一个活的系统的运行机制。

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仅仅从书名“地球力学中耦合数值模拟之进展”来看,我脑海中浮现的便是一幅宏大的科学图景。它似乎聚焦于如何通过计算机的力量,去解构地球这颗行星深层的运动规律。我设想,这本书会深入探讨将不同领域的地球科学模型——例如,地幔的对流、板块的运动、甚至可能的水循环和大气影响——如何有效地“耦合”在一起,形成一个更全面、更逼真的地球动力学模拟。这种耦合,绝非易事,它要求研究者们对各种物理化学过程的内在联系有着深刻的理解,并能将其转化为精确的数学方程。而“数值模拟”则意味着,这些复杂的模型将通过强大的计算工具来实现。我期待书中能介绍一些最新的数值方法和技术,比如如何处理极大的尺度差异(从地核到地表),如何提高模拟的精度和稳定性,以及如何应对庞大的计算量。对于地质学家、地球物理学家,乃至气候科学家而言,这本书无疑是一份宝贵的资料。它可能揭示地球内部更深层次的秘密,帮助我们更准确地预测地质灾害,或者更深入地理解地球长期的演化过程,其科学价值与探索精神并行。

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