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全球變化研究評論(第三輯):地球系統科學前沿講座(簡體書)
  • 全球變化研究評論(第三輯):地球系統科學前沿講座(簡體書)

  • ISBN13:9787040334524
  • 出版社:高等教育出版社
  • 作者:宮鵬
  • 裝訂/頁數:平裝/220頁
  • 規格:23.5cm*16.8cm (高/寬)
  • 版次:一版
  • 出版日:2012/07/01
人民幣定價:59元
定  價:NT$354元
可得紅利積點:10 點

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商品簡介

作者簡介

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目次

書摘/試閱

地球系統科學是以地球系統為研究對象,斂力於觀測、理解和預測由陸地、大氣、水、冰、生物圈、社會與經濟之間的交互作用而引起的全球環境變化。本專輯以地球系統科學為主題,收錄了清華大學地球系統科學研究中心開辦的第一門講座課程——“地球系統科學前沿講座”13位校內外老師完成的講座式授課的講稿。講稿內容包括地球系統組分耦合模型;地面氣象、水文、地震、環境與生態監測網絡,空基和星基觀測網絡,與全球環境問題有關的經濟學和政策研究以及社會響應機制等。《全球變化研究評論(第3輯):地球系統科學前沿講座》對從事地球系統模式建設及高性能能計算應用、地球系統觀測和全球變化經濟學研究的學者有一定參考價值。.
宮鵬,清華大學全球變化研究院及地球系統科學研究中心教授,美國加利福尼亞大學伯克利分校環境科學、政策與管理系教授。研究興趣包括全球土地覆蓋及利用變化、環境與健康和社會可持續發展等。發表各類論文400餘篇(含160餘篇SCI論文)。現擔任InternationalJournalofRemoteSensing編輯和ComputersEnvironmentandUrbanSystems及CIScienceandRemoteSensing等於刊物編委。.
《全球變化研究評論(第3輯):地球系統科學前沿講座》能夠使讀者對地球觀測技術、地球系統科學的基本原理和相關科學問題、地球系統模擬的主要內容有初步了解,為有興趣進入地球系統科學領域的學者提供一定的方法論支持和科學參考。
第1章 陸面過程及其參數化研究第2章 全球與我國氣候變化的事實及其影響第3章 全球環境變化與公眾健康——數據庫建設與建模舉例第4章 地球系統模式簡介第5章 輻射、雲與地球氣候——觀測與模擬概述第6章 陸地生態系統碳循環及其觀測和模擬方法第7章 被動微波在土壤水分和植被監測中的應用第8章 地球系統數值模擬第9章 全球變化與生態系統服務功能——從生物圈2號到我們的地球第10章 全球能源系統與大氣化學成分——從空氣污染到氣候變化第11章 大氣污染物和溫室氣體的來源及定量方法第12章 氣候變化政策手段選擇的經濟學理論分析第13章 與氣候變化國際談判相關的若干科學問題.


①譜模式。譜模式的精度高、穩定性強,但分辨率的提高會導致譜模式計算量的立方增長,而這一困難因雙傅氏級數(DFS)譜方法在三維大氣模式中的推廣應用而得到明顯緩解,計算量降至O(N2log2N)(N為譜截斷數)。另外,分辨率提高使得局部非連續性增強(如地形、水汽)仍將是譜模式未來發展的嚴重障礙和挑戰。
②半拉格朗日模式。該模式吸收了譜模式和差分模式的優點,GRAPES就采用這種模式。其因時間半隱式計算格式的使用而具有較好的計算穩定性,從而節省計算資源,但每個時間步長上赫姆霍茲(Helmholtz)方程求解的計算量十分巨大,目前并不比同樣分辨率的譜模式占優勢,這是未來半拉格朗日模式必須面對的嚴重困難。另外,使用拉格朗日計算時,質點是在移動的,質點穿越極點所出現的非數學物理解將是難以在較短時間內解決好的難題。
③有限差分模式。有限差分法就是直接差分,其意義在于能夠保持能量守恒、質量守恒這兩個重要性質。同時它容易實現用差分(中央差)來代替微分部分,非常簡單。但近半個世紀以來,極區計算穩定性的限制一直是沒有得到很好解決的問題,特別是當分辨率提高后,問題尤其突出。半隱式/半解析能量守恒方案有效解決了緯向重力外波對模式計算穩定性的影響,提高了差分格點模式在極區的計算穩定性,但因還沒有找到有效的辦法克服緯向重力內波對模式穩定性的影響,計算穩定性問題仍然是有限差分模式未來必須面對的嚴重問題。
④有限體積模式。該模式具有新的生命力,基于全球準均勻多邊形網格,不考慮極地的特殊性,只將其處理成一個普通的六邊形或三角形,回避了極區的計算穩定性問題;其時間步長大,且格點數要比譜模式和其他格點模式減少近1/3,非常省時。但是準均勻多邊形網格(如三角形網格)不像經緯度網格那樣能夠體現地球自轉(東西方向)和熱量經向輸送(南北方向)等主要特征,尤其在高緯地區分辨率的降低會影響模式對極渦等的模擬精度。

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