Observing Systems for Atmospheric Composition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Visconti, Guido (EDT)/ Di Carlo, Pietro (EDT)/ Brune, William H. (EDT)/ Schoeberl, Mark (EDT)/ Wahne

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 213.57

装帧:HRD

isbn号码:9780387307190

丛书系列:

图书标签:

• 大气成分
• 观测系统
• 遥感
• 大气科学
• 环境监测
• 气象学
• 地球物理学
• 大气化学
• 仪器
• 数据分析

深入理解地球的动态脉络：一部关于气候建模与数据融合的前沿著作 书名：地球系统动力学：耦合模型、观测数据与未来趋势预测 作者： [此处填写虚构的知名气候科学家姓名] 出版社： [此处填写权威学术出版社名称] 页数： 约 750 页 装帧： 精装，附带彩色插图与高清卫星图像数据可视化图集 --- 内容简介 《地球系统动力学：耦合模型、观测数据与未来趋势预测》并非仅仅关注大气成分的单一维度，而是致力于构建一个宏大且精密的地球整体图景。本书的核心在于系统地探讨地球各个圈层——大气圈、水圈、岩石圈和生物圈——之间错综复杂的相互作用机制，并深入剖析如何利用先进的数值模拟技术和海量多源观测数据，来理解和预测地球系统的长期演变规律。 本书突破了传统地球科学中对单一要素（如仅关注大气化学或水文循环）的局限，将焦点置于地球系统科学（Earth System Science, ESS）的最新进展之上。它为研究人员、高级研究生以及政策制定者提供了一套全面、跨学科的知识框架，用以解析气候变化、生态系统响应、碳循环失衡以及自然灾害频发背后的深层动力学过程。 第一部分：地球系统的基本框架与理论基石（Foundation and Frameworks） 本部分奠定了理解复杂地球系统的理论基础。它回顾了经典的气候学、海洋学和地质学理论，重点介绍了系统动力学（System Dynamics）在地球科学中的应用。 第 1 章：从组件到系统：地球科学的范式转变。 探讨了将地球视为一个自调节、非线性反馈驱动的复杂系统的必要性。详细阐述了“阈值（Tipping Points）”和“突变（Catastrophic Shifts）”等概念在地球系统中的表现形式。 第 2 章：关键反馈回路的量化分析。 深入剖析了主要的内部反馈机制，例如水汽-温度反馈、冰雪反照率反馈以及云的辐射效应。书中引入了先进的结构方程模型（SEM）来评估这些反馈回路的相对强度及其时间延迟效应。 第 3 章：能量平衡与物质通量。 细致考察了地球的收支平衡，特别是太阳辐射的有效利用与热量的再分配过程。重点分析了地表热流、潜热通量和感热通量的空间异质性及其对区域气候的影响。 第二部分：耦合地球系统模型的构建与验证（Coupled Modeling and Simulation） 本书的中心篇幅详细介绍了当前最前沿的耦合地球系统模型（Coupled Earth System Models, CESMs）的架构、数值方法和性能评估标准。这不是关于单一大气化学传输模型的描述，而是关于如何将大气、海洋、陆面和冰雪模型无缝集成的技术细节。 第 4 章：模型组件的集成与接口设计。 详细描述了不同模块（如大气环流模型 GCM、海洋动力学模型 OCM、陆面过程模型 LSM）之间数据交换的协议和时间步长匹配策略。特别关注了如何有效处理不同分辨率网格间的插值和误差累积问题。 第 5 章：生物地球化学循环的深度嵌入。 本章超越了简单的碳收支计算，聚焦于氮、磷、硫等关键元素的动态循环如何与物理气候过程（如海洋酸化、土壤呼吸）相互影响。书中包含了先进的海洋生物泵模型和植被动态模型（Dynamic Vegetation Models, DVMs）的最新参数化方案。 第 6 章：模型不确定性量化与敏感性分析。 阐述了集合模拟（Ensemble Simulations）在评估模型输出可靠性中的作用。通过前沿的贝叶斯方法，对模型结构、物理参数和外部强迫（如温室气体排放情景）的不确定性进行了系统分解。 第三部分：多源观测数据的融合与同化（Multi-Source Data Assimilation） 本部分强调了观测数据在约束和校准复杂地球模型中的不可替代性。本书的重点在于如何将来自不同平台、具有不同误差特性的数据流有效地整合到模型框架中。 第 7 章：遥感观测的辐射传输校正与反演技术。 探讨了从卫星辐射测量中提取地表温度、植被指数（NDVI/EVI）和云特性的复杂反演算法。重点分析了星载激光雷达（LiDAR）和微波辐射计在穿透云层和获取次表层信息方面的独特贡献。 第 8 章：全球观测网络与地面观测的互补性。 详细介绍了全球气象站网、海洋浮标阵列（Argo）、深海观测系统以及生态通量塔（Eddy Covariance Towers）的数据质量控制和时空匹配技术。强调了如何利用地面观测来验证和修正高空遥感数据。 第 9 章：数据同化系统的演进：从 3D-Var 到集合卡尔曼滤波（EnKF）。 深入讲解了先进的数据同化技术如何周期性地将观测信息注入到高分辨率的预测模型中，以减小初始条件误差，提高短期预测和长期再分析的精度。 第四部分：极端事件、区域影响与未来预测（Extremes, Regional Impacts, and Projections） 本书的收官部分将理论和模型应用于现实世界的挑战，特别是对区域尺度的气候影响和极端事件的频率、强度变化进行预测。 第 10 章：水文循环的剧烈变化与区域风险。 分析了全球变暖背景下，极端降水事件（洪涝）与持续性干旱（水资源短缺）的频率变化。书中提供了区域气候模型（RCMs）降尺度技术来解析全球模式在复杂地形下的表现。 第 11 章：海洋环流的变异与气候带的重塑。 关注大洋温盐环流（如 AMOC）的减弱对中纬度气候模式的潜在影响。结合了古气候重建数据，探讨了当前变暖趋势下海洋热容量的长期累积效应。 第 12 章：基于韧性的政策制定与适应策略。 探讨了气候敏感性指标的计算方法，并构建了评估不同减排路径（如 SSPs）下未来气候风险的决策支持框架。本书强调了跨部门合作在增强社会和生态系统韧性中的关键作用。 本书的独特贡献 本书的价值在于其系统集成性和动态视角。它不将大气视为孤立的、由化学驱动的系统，而是将其置于一个由物理、生物和地质过程相互耦合的庞大系统中进行考察。读者将获得一套完整的工具箱，用以理解：气候变化不仅仅是 $ ext{CO}_2$ 浓度的线性增加，而是复杂反馈、非线性响应与观测限制共同作用下的多尺度地球行为。本书为那些希望从“大气构成”的微观视角跃升到“地球整体运行机理”的宏观框架的学者，提供了无可替代的深度参考。

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