The Interaction of Ocean Waves and Wind

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出版者:
作者:Janssen, Peter
出品人:
页数:312
译者:
出版时间:2009-9
价格:$ 55.37
装帧:
isbn号码:9780521121040
丛书系列:
图书标签:
  • 海洋
  • ocean
  • OceanWave
  • 海洋波浪
  • 风力相互作用
  • 海洋动力学
  • 气象学
  • 海洋工程
  • 波浪动力学
  • 大气与海洋
  • 物理海洋
  • 风海相互作用
  • 海洋现象
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具体描述

This book was published in 2004. The Interaction of Ocean Waves and Wind describes in detail the two-way interaction between wind and ocean waves and shows how ocean waves affect weather forecasting on timescales of 5 to 90 days. Winds generate ocean waves, but at the same time airflow is modified due to the loss of energy and momentum to the waves; thus, momentum loss from the atmosphere to the ocean depends on the state of the waves. This volume discusses ocean wave evolution according to the energy balance equation. An extensive overview of nonlinear transfer is given, and as a by-product the role of four-wave interactions in the generation of extreme events, such as freak waves, is discussed. Effects on ocean circulation are described. Coupled ocean-wave, atmosphere modelling gives improved weather and wave forecasts. This volume will interest ocean wave modellers, physicists and applied mathematicians, and engineers interested in shipping and coastal protection.

大洋之歌:风、浪与海岸线的交响 作者: [此处可填写虚构的资深海洋学家姓名,例如:艾伦·麦克唐纳 (Allan MacDonald)] 出版年份: [此处可填写虚构的出版年份,例如:2024年] 页数: [此处可填写虚构的页数,例如:680页,附插图及数据图表] --- 内容简介 本书并非聚焦于海洋表面风场与海浪之间的直接、微观的力学耦合,而是将目光投向一个更为宏大、更具系统性的视角:大洋环流、气候变率对海浪场长期演变的影响,以及风暴系统在海洋地貌塑造中的地质效应。 《大洋之歌》是一部深入探讨地球海洋系统动力学,并着重于长周期、大尺度过程对海浪形态和能量传输所产生深远影响的专著。它旨在填补现有多数侧重于近海浪态预测和风浪理论的文献空白,将海浪现象置于全球气候背景下进行审视。 第一部分:地球流体力学的宏观视角 本书的开篇部分,我们将从广袤的全球海洋尺度出发,考察驱动海洋波浪能的根本动力——行星尺度的风场分布与热力环流。 第一章:科里奥利力与全球风带的塑造 本章详细分析了地球自转对气压梯度力与惯性力的耦合作用,如何形成稳定且具有季节性漂移的信风带、西风带和极地东风带。我们将深入探讨这些全球风带的强度、位置变化(如哈德里环流、费雷尔环流的季节性波动)如何直接决定了远洋波浪场的能量输入和有效波高(Significant Wave Height, $H_s$)的长期统计分布。重点阐述了气压系统与海温场(SST)的相互作用,如何产生持续数周甚至数月、跨越数千公里的“海洋涌浪(Swell)”系统,而非局部的风生浪。 第二章:中尺度涡流与海浪的非线性色散 海洋中普遍存在的涡旋结构(如中尺度海洋涡流,直径在几十到几百公里)对局部水动力环境具有显著影响。本章将侧重于这些涡流如何通过改变局部的地转平衡流速,从而影响其上方的风应力散度。更重要的是,我们将探讨涡旋边界处的剪切应力和涡旋内部的温跃层抬升/下沉,如何导致穿越涡旋的海浪的非线性色散和能量再分配,从而改变了远洋航行中遭遇的波浪频谱的峰值周期与方向性。 第三章:ENSO与IOD对南半球波浪气候的影响 本章聚焦于主要的海洋-大气耦合模态,特别是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和印度洋偶极子(IOD)事件对南半球波浪气候的调制作用。通过对数十年卫星高度计数据的回顾分析,我们揭示了在强拉尼娜年份,南大洋的西风带如何显著增强和南移,导致特定区域(如南纬 50°至 60°)的极端波浪事件(如“咆哮的四十度”)的频率和强度发生系统性偏移。这对于规划南大洋科考和资源勘探具有重要的预见意义。 第二部分:海浪在海洋地质过程中的角色 本书的后半部分,我们将视角从单纯的水动力学转移到地质学和海岸动力学,探讨海浪在塑造地球表面形态中扮演的关键角色,特别是其对海底地形和沉积物搬运的长期作用。 第四章:深海波浪能量的衰减与海底摩擦 不同于浅水波浪,深海中的波浪能量在与海底的相互作用中表现出复杂的衰减机制。本章讨论了在水深超过波长一半的区域,虽然理论上摩擦力较小,但在极长周期(如次声波范围的次表层波动)中,粘性耗散与底部水体内部的湍流混合效应如何消耗能量。我们通过数值模拟展示了大型涌浪在数千米水深下,其能量衰减率与表面风场强度的非直接关系,突显了水团本身的惯性效应。 第五章:沉积物输运与海床形变:风暴作用下的侵蚀与堆积 本章的核心在于分析极端风暴事件(如巨型气旋或飓风)产生的高能波列如何作为主要的侵蚀驱动力,影响大陆架和斜坡的沉积物平衡。我们详细考察了波浪破碎带在深水区产生的强烈下沉流(Undertow)对悬浮泥沙的再悬浮能力。同时,通过对古老海相沉积岩层中波浪沉积构造(如沙纹、波痕)的微观分析,重构了过去百万年间区域波浪能气候的演变轨迹。 第六章:潮汐与海浪的耦合:非线性共振与海岸带响应 本书强调,海浪的作用并非孤立存在。本章探讨了海浪与大型潮汐流在复杂海岸地形中的非线性叠加效应。在狭窄的海峡或河口湾,当波浪周期与潮汐周期(或其倍频)接近时,可能产生非线性共振现象,导致局部波高瞬时激增,这种现象被称为“风暴潮增强效应”。我们利用有限元方法模拟了这种耦合作用如何显著改变海滩的侵蚀阈值和泥沙的长期迁移路径。 结语:超越风速的海洋动力学 《大洋之歌》提供了一个理解海洋波浪的全新框架,即将其视为地球气候系统、环流系统和地质系统相互作用的集成信号。它超越了简单的风速-波高公式,深入探讨了时间尺度上从数小时的瞬时风生浪到数百万年的地质侵蚀效应之间的复杂联系。本书是海洋学家、气候模型师、海岸工程师以及任何对地球系统科学感兴趣的专业人士不可或缺的参考资料。 --- 目标读者: 资深海洋物理学家、气候建模专家、地质海洋学家、海洋工程研究人员。 关键词: 全球环流、海洋涡旋、气候模态、涌浪色散、沉积物输运、波浪构造、非线性耦合。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面就吸引了我,那种深邃的海洋蓝,配上一些若隐若现的白色浪花,立刻让人感受到一种力量和神秘感。我一直对海洋充满好奇,尤其是它那些不可预测的动态。我记得我第一次在书店看到它的时候,就随手翻开了几页,里面的一些图示和公式,虽然我不是专业人士,但也能感受到其中蕴含的科学严谨性。我一直觉得,我们站在陆地上,看到的海浪似乎只是表面的平静,但这本书似乎在告诉我,那之下隐藏着多么复杂而精妙的物理过程。比如,它可能解释了为什么有些海浪是平缓的,而有些又是如此汹涌澎湃,这背后一定有风的作用。我一直在思考,风是如何一点点地“雕刻”出海浪的形状,又如何在海洋表面激起层层涟漪。这本书的名字本身就充满了张力,“Interaction”(相互作用)这个词,暗示着这不是单方面的施加,而是两个强大自然力量之间的一种动态平衡与对抗。我希望这本书能够深入浅出地讲解这些概念,让我这个普通读者也能领略到海洋物理学的魅力。或许,它还会涉及到一些海洋生态学方面的内容,毕竟,海洋生物的生存环境与海浪和风息息相关。例如,潮汐的涨落,鱼群的迁徙,都可能受到这些自然力的影响。我一直在寻找一本能够将科学性与趣味性完美结合的书籍,而《The Interaction of Ocean Waves and Wind》似乎正是我一直在寻找的那一本。我渴望理解风吹过海面时,那些看不见的能量是如何传递和转化的,以及海浪本身又如何影响着我们地球的气候和天气模式。这本书的出版,对我来说,不仅仅是一次阅读的体验,更是一次精神的探索之旅,让我能够更深入地理解我们赖以生存的地球。

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作为一名长期关注环境议题的读者,我一直对海洋的健康状况以及它在全球环境中的作用抱有极大的兴趣。我深知,风和海浪是海洋生态系统运作的重要驱动力,而它们的变化也可能预示着更广泛的环境问题。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的书名,恰恰触及了这一核心。我希望这本书能够深入探讨,气候变化对风浪模式的影响,例如,全球变暖是否会导致海浪更加剧烈,或者风的模式发生改变。我特别想知道,书中是否会涉及关于海浪侵蚀海岸线、改变海底沉积物分布,以及这些变化对沿海生态系统(如珊瑚礁、红树林)的潜在影响。同时,我也对书中是否会提及海浪和风在海洋酸化、海洋垃圾扩散等方面扮演的角色感到好奇。我希望这本书能够提供一些关于风浪相互作用如何影响海洋碳循环和全球能量平衡的研究案例。这本书的价值在于,它能够将抽象的物理过程与我们所关心的环境问题联系起来,让我能够更清晰地认识到,保护海洋生态系统的重要性,以及理解风浪变化对我们未来生存环境可能带来的影响。我期待这本书能够提供有力的科学依据,来支持我对于环境保护的关注和行动。

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我一直对航海和船舶工程有着浓厚的兴趣,尤其是在处理海上航行中不可避免的风浪挑战方面。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的名字,让我看到了解决这些实际问题的希望。我希望这本书能够详细介绍,风浪是如何影响船舶的稳定性和安全性,以及如何根据风浪条件来规划航线和选择船型。我特别想知道,书中是否会涉及一些关于波浪对船舶结构施加的荷载的计算方法,以及如何通过优化船体设计来减小风浪的影响。同时,我也对书中是否会介绍一些先进的导航和避险技术,例如如何利用风浪预报来规避危险海域,感到好奇。我希望这本书能够提供一些关于船舶动力学和控制的理论知识,从而帮助我理解,在复杂的海况下,如何保证船舶的平稳航行。我期待这本书能够为我提供一些实用的工程指导,让我能够更深入地理解船舶在风浪环境中的行为,以及如何最大程度地保障海上运输的安全和效率。这本书对我而言,是一本关于理解大海、征服大海的科学指南,它能够帮助我更好地应对海上航行中遇到的各种挑战。

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我购买《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书,很大程度上是因为我对海洋工程领域的一些研究产生了兴趣。在我的学习和工作中,我经常会遇到需要考虑海浪和风对海洋结构物影响的问题,比如桥梁、海上平台以及海岸线的保护。我一直觉得,一个扎实的理论基础对于解决这些实际问题至关重要。这本书的书名直接点明了核心内容,似乎能够为我提供关于风驱动海浪生成、传播以及衰减的详细理论。我尤其关注书中是否会介绍各种海浪谱模型,以及这些模型是如何被用来描述复杂的海浪状态的。同时,我也想知道,书中是如何将风的特性(如风速、风向、湍流度等)与海浪的响应联系起来的。这本书是否会提供一些工程上的应用案例,比如如何根据风浪条件来设计和评估海洋结构物的安全性?我希望书中能够包含一些关于波浪荷载计算的理论方法,以及如何利用数值模拟来预测风浪环境的影响。此外,我对于书中可能涉及到的海洋学中的统计学和概率论的应用也感到好奇,毕竟,海洋环境往往具有很强的随机性和不确定性。我希望这本书能够帮助我理解,如何在复杂多变的海洋环境中,做出科学合理的工程决策。它不仅是一本理论书籍,更是一本能够指导我解决实际问题的工具书,让我能够更自信地面对工作中遇到的挑战。

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我是在一个偶然的机会下,被朋友推荐了这本书。当时我正对一些海洋现象感到困惑,比如为什么在台风来临前,海浪会变得异常巨大,而且海风也变得狂暴。我一直试图寻找一个能够系统性解释这些现象的读物,而《The Interaction of Ocean Waves and Wind》的名字一下子就抓住了我的眼球。我一直对物理学有着浓厚的兴趣,尤其是那些能够解释自然界宏观现象的理论。我尤其想知道,风是如何从一个相对均匀的力场,演变成推动海浪形成并不断增长的复杂动力。是不是就像我们用手在水面上划动一样,微小的扰动最终能够演变成巨大的波浪?这本书是否会深入探讨这些能量传递的机制,比如表面张力、摩擦力以及风压的分布等等。我希望它能够提供一些案例分析,比如不同风速、风向以及海况下,海浪的不同表现形式。我一直在思考,在极端天气条件下,风和海浪的相互作用会达到一个怎样的临界点,从而引发一些破坏性的后果,例如海啸或者巨浪。这本书是否会触及这些方面,并提供一些科学的解释?我对于书中可能涉及到的数学模型和物理方程也充满了期待,虽然我可能无法完全理解所有细节,但我相信它们能够帮助我更清晰地认识到这些自然现象背后的规律。总而言之,我购买这本书的初衷,就是希望能够通过它,揭开风与海浪之间那层神秘的面纱,获得对海洋更深层次的理解,并对我们所处的自然环境有更科学的认识。

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一直以来,我对海洋的气象学和气候学方面的内容都非常着迷,特别是关于大气与海洋相互作用的研究。我总觉得,海洋是地球气候系统的一个重要调节器,而风和海浪正是这种调节过程中不可或缺的两个关键要素。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的名字,让我看到了深入了解这一课题的可能性。我希望这本书能够从宏观的角度,阐述风如何驱动海洋环流,以及海浪的形成和传播如何影响着海洋表面的能量交换和动量传递。我特别想知道,书中是否会探讨海浪反馈给大气的过程,比如海浪破碎时产生的盐雾颗粒如何影响云的形成和降水。同时,我也对这本书是否会涉及海洋学和气象学中的一些高级模型和模拟技术感到好奇,比如如何利用数值模型来预测风浪的变化,以及这些预测如何应用于天气预报和气候变化研究。我希望书中能够提供一些最新的研究成果和前沿的观点,让我能够对这个领域有一个更全面和深入的了解。我一直认为,理解风与海浪的相互作用,是理解整个地球气候系统运作机制的关键。这本书的出现,对我来说,就像是打开了一扇通往更广阔科学世界的大门,让我有机会去探索那些曾经让我感到困惑但又充满魅力的自然现象。

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我对地震学和海洋地质学领域的研究非常感兴趣,尤其是那些与海洋活动相关的地球物理现象。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的书名,让我联想到了一些关于海底地貌演变和海洋动力学在地质过程中的作用。我希望这本书能够解释,风浪是如何对海岸线地貌产生侵蚀和沉积作用,以及它们如何影响海底的沙丘和三角洲的形成。我特别想知道,书中是否会涉及一些关于波浪能量如何影响海底沉积物的搬运和堆积的理论。同时,我也对书中是否会提及海浪在海底地震波传播中的潜在影响感到好奇。我希望这本书能够提供一些关于海洋动力学在塑造海底地形和地质构造方面的研究案例。这本书的价值在于,它能够将抽象的物理现象与具体的地球科学过程联系起来,让我能够更清晰地认识到,海洋表面的风浪活动,是如何在漫长的时间尺度上,塑造我们所看到的壮丽海底地貌。我期待这本书能够提供一些前沿的研究视角,来帮助我理解海洋的动态演变是如何与地球的内部动力学相互作用的。

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我是一位热衷于海洋探索的旅行者,在我的旅途中,我越来越渴望能够不仅仅是欣赏海景,更能理解海浪和风背后的科学。每次看到壮丽的海浪拍打着海岸,我都会思考,这背后有着怎样的能量驱动和物理规律。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的名字,让我觉得它可能就是我的“海洋百科全书”。我希望这本书能够用生动有趣的语言,为我解释海浪是如何从微小的涟漪变成滔天巨浪的,以及风在其中扮演着怎样的角色。我特别想知道,书中是否会介绍一些关于不同地区海浪的独特之处,比如夏威夷的巨浪和地中海的温和海浪,它们之间有何差异?同时,我也对书中是否会提及一些有趣的海洋现象,例如海市蜃楼、潮汐的变化,以及它们与风浪之间是否存在联系,感到好奇。我希望这本书能够帮助我理解,为什么在不同的季节和天气条件下,海洋呈现出如此多样的面貌。这本书对我而言,不仅仅是一次阅读,更是一次精神上的旅行,它将带领我更深入地认识和热爱我们这个蓝色星球。

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我是一个业余的冲浪爱好者,多年来,我一直沉醉于大海的怀抱,感受着海浪的力量和节奏。我一直想更深入地了解,为什么有些海滩的海浪总是那么适合冲浪,而有些地方则不然。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的书名,让我觉得它可能就是我一直在寻找的答案。我希望这本书能够用通俗易懂的语言,解释海浪是如何形成的,以及风速、风向、海底地形等因素如何共同作用,塑造出不同类型的海浪。我特别想知道,书中是否会介绍一些关于“好浪”的形成机制,比如如何形成完美的波峰和波谷,以及如何预测海浪的周期和高度。同时,我也对书中是否会提及一些冲浪者常用的术语和概念,比如涌浪(swell)、风浪(wind sea)等等,感到好奇。我希望这本书能够帮助我理解,为什么在特定的天气条件下,有些海域的海浪会变得异常巨大和危险,而另一些海域则依然平静。我希望这本书能够让我对海浪有更科学的认识,从而在享受冲浪的乐趣的同时,也能够更安全地面对大海的挑战。这本书对我而言,不仅仅是一本关于科学的书,更是一本能够加深我对大海的热爱和敬畏的指南。

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我是一名海洋生物学的学生,在我的学习过程中,经常会涉及到海洋环境对生物生存和行为的影响。我一直觉得,海浪和风虽然看似只是物理现象,但它们对海洋生态系统却有着深远的影响。《The Interaction of Ocean Waves and Wind》这本书的书名,让我看到了连接物理学与生物学之间的桥梁。我希望这本书能够解释,海浪的动力如何影响海洋生物的栖息地,比如海岸线的侵蚀和沉积,以及它们对浮游生物分布的影响。同时,我也想知道,风是如何影响海洋生物的扩散和迁徙的,比如一些海洋生物是否会借助风力来传播自己。我尤其感兴趣的是,书中是否会探讨海浪和风对海洋生物生理过程的影响,例如,海浪的颠簸是否会影响鱼类的捕食和繁殖,以及风力的大小如何影响浮游植物的光合作用。我希望这本书能够提供一些具体的生物学案例,来佐证风和海浪对海洋生物的影响。同时,我也对书中是否会提及一些适应了特殊风浪环境的海洋生物的进化过程感到好奇。总而言之,我购买这本书是为了更好地理解,海洋物理环境是如何塑造海洋生物多样性和生态过程的,从而为我未来的研究方向提供更坚实的基础和更广阔的视野。

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