Ocean Circulation Theory pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Joseph Pedlosky

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:2004-02-27

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540604891

丛书系列:

图书标签:

环流
Atmospheric
物理海洋学
海洋科学
大洋环流
海洋环流
海洋学
气候变化
物理海洋学
大气科学
地球科学
流体力学
数值模拟
海洋建模
气候动力学

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具体描述

This book describes the advances made in the last decade and a half in the theory of ocean circulation. Based on an advanced graduate level course it represents fundamental insights into the structure of the physical theory of the large-scale dynamics of the oceans. Topics of particular interest are: theory of the wind-driven circulation, the thermocline, the equatorial circulation and the abyssal circulation. The author has attempted throughout to blend analytical and numerical results to achieve as deep a physical understanding of the dynamics of the large-scale circulations as possible. The results of the theories are compared with observations and the success or inadequacies of the theories are highlighted.

当代地质学前沿：板块构造与地球深部动力学书籍简介本书深入探讨了当代地质学的核心——板块构造理论的最新发展及其与地球深部动力学的复杂关联。我们不再将板块构造视为一个静态的、孤立的理论框架，而是将其置于一个动态的、多尺度的地球系统演化背景中进行审视。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为地质学、地球物理学、行星科学等领域的学生、研究人员及专业人士提供一个全面且深入的学术参考。第一部分：板块构造的精细化与新视角第一章：超越经典的板块运动学本章首先回顾了板块构造理论的奠基性工作，随后立即转向当代研究的前沿——如何更精确地量化和模拟板块的运动。我们详细讨论了利用高精度GPS、VLBI（甚长基线干涉测量）和InSAR（干涉合成孔径雷达）技术对地壳形变进行实时监测的最新成果。重点分析了板块边界处的非线性变形，如走滑断层带中的应力积累与释放机制，以及俯冲带中的慢地震（Slow Earthquakes）与超深层流体活动所揭示的复杂耦合关系。传统观点认为板块是刚性运动的，而本章通过地球物理观测数据，展现了板块内部也存在着显著的、与地幔活动相关的塑性形变。第二章：大洋岩石圈的冷却、增生与消亡大洋岩石圈的演化是理解板块构造驱动力的关键。本章聚焦于大洋中脊的扩张速率与岩石圈的增生过程，通过热模型和岩浆作用的地球化学示踪，重建了不同扩张速率下岩石圈的厚度和密度结构变化。更重要的是，本章对大洋岩石圈的“消亡”——即俯冲过程——进行了细致的考察。我们探讨了海洋岩石圈在俯冲过程中密度负浮力的变化、深部脱水过程对地幔对流的影响，以及“拖曳力”（Slab Pull）的精细量化模型，这些都直接影响着驱动板块运动的主导机制。第三章：大陆碰撞与造山带的持久影响大陆碰撞是地表形态塑造中最剧烈的事件之一。本章摒弃了传统碰撞带的简单“挤压”模型，转而采用多阶段、多尺度的视角。我们详细分析了碰撞过程中地壳的加厚、根的形成与剥蚀（Exhumation）速率。通过对喜马拉雅、阿尔卑斯等主要造山带的案例研究，结合低温热年代学（如U-Th/He和fission track）数据，揭示了造山运动对区域气候和水文系统的长期反馈效应。此外，本章还探讨了大陆地壳的“滞留”现象，即缺乏有效俯冲的大陆物质如何影响地幔的物质循环。第二部分：地球深部：板块构造的驱动引擎第四章：地幔对流的结构、规模与时间尺度板块构造的根本动力来源于地幔的对流。本章是全书技术和理论难度较高的一部分，它全面回顾了地震层析成像技术（Seismic Tomography）在揭示地幔三维结构方面的突破。我们重点分析了关于地幔对流规模的争论——是“全地幔对流”（Whole-Mantle Convection）还是“上地幔对流”（Upper-Mantle Convection）。通过对俯冲板片（Slab）进入核幔边界（CMB）的证据的分析，我们倾向于支持全球尺度的热驱动对流模型，并讨论了热边界层动力学对俯冲速度和岩浆房形成的影响。第五章：地幔的相变与物质输运地幔物质的力学行为与其高压下的晶体结构相变息息相关。本章详细阐述了橄榄石到尖晶石和后尖晶石相变的物理化学机制，并探讨了这些相变如何影响地震波速的异常和地幔的粘滞度（Viscosity）。特别关注了410公里和660公里不连续面上的物质输运问题——这些界面是地幔不同层之间进行物质交换（如脱水、熔融物质上涌）的关键屏障或通道。我们运用高压实验数据和密度泛函理论计算，模拟了这些相变对地幔对流驱动力的局部分配作用。第六章：核幔边界（CMB）的极端环境与作用地球的最深处——核幔边界——是地核（液态铁镍合金）与地幔（固态硅酸盐）交界面，也是地球内部热量释放和动力学相互作用的最重要区域。本章探讨了利用低频地震波和超低频波（PL/PKP）观测到的CMB的形貌和不均匀性。我们讨论了地幔柱（Plumes）起源于CMB之上的证据，以及这些极端热异常如何通过地幔向上输运能量，影响中上地幔的物质流动，甚至可能通过岩浆作用影响地表的火山活动。第三部分：耦合与反馈：地表过程与深部动力学第七章：深部脱水与地表水圈的联系板块构造不仅影响地表，地表条件也反作用于深部动力学。本章的核心是“深部脱水循环”（Deep Water Cycle）。我们详细分析了俯冲带中含水矿物（如蛇纹石、绿片岩相矿物）的脱水过程，这些水和挥发物如何降低上覆地幔楔的熔点，驱动岛弧岩浆的形成。通过对流体活动和岩浆作用的化学平衡分析，我们建立了俯冲带水输运速率与俯冲板块运动速度之间的定量联系。第八章：地幔热柱与大陆裂解大陆裂谷的形成和解体是板块构造周期中的重要事件。本章聚焦于地幔热柱（Mantel Plumes）如何从地幔深处上升，并对覆盖其上的刚性大陆岩石圈施加“顶托力”（Dynamic Topography）和热软化作用。我们对比分析了多个大陆裂谷案例（如东非裂谷系统、大西洋裂谷），探讨了热柱的温度、规模以及与现存板块边界的相互作用，从而解释了为何有些大陆裂谷能成功发展为新的大洋盆地，而有些则以失败告终。第九章：动态地形与地幔剪切力本书最后一部分探讨了驱动板块运动的非传统力学因素，特别是动态地形（Dynamic Topography）的影响。我们解释了如何利用地形数据、重力异常和地震波速异常，反演地幔对流引起的垂直地表运动。重点分析了地幔对流产生的剪切力如何与俯冲拖曳力和洋脊推力共同作用，共同决定了现今板块运动的观测速度场。这一章强调了地球动力学模型必须整合地球内部的物质密度分布和边界处的应力场，才能准确模拟全球板块运动的复杂性。结论：展望未来地球动力学的多尺度集成本书总结了当前地球动力学研究的核心挑战：如何将从微观的晶体结构、中观的板块运动到宏观的地幔对流，实现一个无缝衔接的、可预测的地球演化模型。未来的研究方向将集中于更高分辨率的地球物理观测，结合先进的数值模拟技术，以期最终揭示地球作为活跃行星系统的完整运作机制。