Estuarine and Coastal Modeling pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Spaulding, Malcolm L. (EDT)

出品人:

頁數:1058

译者:

出版時間:

價格:1527.00元

裝幀:

isbn號碼:9780784409909

叢書系列:

圖書標籤:

• Estuarine modeling
• Coastal modeling
• Hydrodynamics
• Water quality
• Sediment transport
• Ecology
• Numerical methods
• Oceanography
• Environmental science
• Coastal engineering

浪潮之語：海洋動力學與生態過程的交響 在廣袤無垠的地球錶麵，陸地與海洋的交界之處，孕育著一片充滿活力的獨特地帶——河口與近岸海域。這裏是淡水與海水的交融之地，是無數生物賴以生存的搖籃，更是人類活動密集、經濟價值重要的區域。然而，這片區域的復雜性與敏感性也帶來瞭嚴峻的挑戰。潮汐的漲落、洋流的湧動、風浪的拍打，無時無刻不在塑造著這片海域的形態與動力；而人類活動的痕跡，從港口建設到汙染物排放，又在悄然改變著它們的生態平衡。 本書將帶您深入探索這些迷人而復雜的區域，從科學的視角剖析其內在的規律與相互作用。我們並非僅僅關注其錶麵上的景觀，而是要揭示驅動其變化的核心動力學過程，理解其中隱藏的生態邏輯，並探討如何在不斷變化的環境中尋求可持續發展的路徑。 第一部分：河口與近岸動力學的基礎 河口與近岸海域的動力環境是理解一切後續過程的基石。本部分將為您係統地闡述驅動這些區域運動的各種力量，並介紹用於模擬和預測這些運動的數值模型。 潮汐的脈搏： 潮汐作為最普遍、影響最深遠的動力因素之一，其産生機製、傳播方式以及對海平麵、水流的影響將是我們的重點。您將瞭解不同類型的潮汐（如半日潮、全日潮），它們如何受到地球自轉、月球引力等因素的影響，以及潮汐在河口區域如何與河流徑流相互作用，形成復雜的潮流模式。我們還將探討潮汐對泥沙輸運、海岸侵蝕和沉積的影響，以及如何在模型中精確地錶徵這些現象。 潮流的律動： 除瞭周期性的潮汐，常年存在的洋流和風驅動的錶層水流也構成瞭河口與近岸海域重要的動力骨架。我們將深入分析不同尺度上的水流運動，包括科裏奧利力、密度梯度驅動的水流，以及風對海麵以下水流的驅動機製。理解這些水流如何攜帶物質（如營養鹽、汙染物、浮遊生物）並影響它們的分布，是生態過程研究的關鍵。 波浪的能量： 海浪是近岸海域另一個重要的能量載體，它不僅影響著海岸綫的形態，還與水流、泥沙相互作用，影響著近岸生態係統的結構。我們將探討海浪的産生、傳播、破碎及其能量耗散機製。重點關注海浪在不同岸灘地形上的錶現，以及它們如何與潮汐和潮流疊加，形成復雜的海況。 密度與鹽度的交織： 河口最顯著的特徵之一便是淡水與海水的混閤。這種密度的差異是驅動河口環流的重要因素。我們將詳細闡述鹽度分布、密度分層現象，以及它們如何影響水體的垂直混閤與物質交換。理解鹽水舌的伸展、淡水羽流的擴散，對於預測汙染物稀釋和營養物質分布至關重要。 數值模擬的工具箱： 為瞭理解和預測這些復雜的動力過程，數值模型扮演著不可或缺的角色。本部分將介紹構建河口與近岸動力學模型的基本原理，包括離散化方法（如有限差分法、有限元法）、求解方程組的方法，以及不同類型模型（如淺水模型、全三維模型）的適用範圍。您將瞭解模型輸入參數（如邊界條件、地形數據）的重要性，以及模型驗證與評估的方法。 第二部分：河口與近岸的生態過程與相互作用 動力學過程並非孤立存在，它們深刻地影響著河口與近岸海域的生態係統。本部分將聚焦於這些區域的生物地球化學循環、生態結構與功能，以及環境變化對生態係統的影響。 營養鹽的生命綫： 營養鹽（如氮、磷）是維持河口與近岸海域生産力的關鍵。我們將探討營養鹽的來源（如河流輸入、海洋輸入、地下水滲漏）、轉化過程（如硝化、反硝化、藻類吸收）以及它們在水體中的時空分布。理解營養鹽的循環對於預測藻華爆發、水質惡化等問題至關重要。 碳的循環與生産力： 河口與近岸海域是重要的碳匯，其中浮遊植物的光閤作用是初級生産力的主要來源。我們將分析碳在不同生物組分（如浮遊植物、浮遊動物、底棲生物）之間的轉移，以及碳的儲存與釋放過程。瞭解生産力如何受到光照、溫度、營養鹽和水流等因素的影響，是評估生態係統健康狀況的基礎。 汙染物的影響與遷移： 隨著人類活動的加劇，河口與近岸海域麵臨著日益嚴峻的汙染物威脅，包括有機汙染物、重金屬、塑料垃圾等。本部分將探討這些汙染物進入水體後的遷移、轉化和歸宿，以及它們對水生生物的毒性效應。我們將分析動力學過程如何影響汙染物的稀釋與擴散，以及如何利用模型預測汙染物的分布與影響範圍。 底泥的緩衝與轉化： 底泥作為河口與近岸海域的重要組成部分，不僅承載著豐富的生物多樣性，還扮演著物質交換和轉化的重要角色。我們將探討底泥中的生物地球化學過程，如厭氧代謝、營養鹽的釋放與固持，以及底泥如何作為汙染物的儲存庫。 生物多樣性與群落結構： 河口與近岸海域孕育著高度多樣的生物群落，包括魚類、甲殼類、軟體動物、底棲藻類、海草床等。本部分將分析不同生物類群的棲息地需求、食物網結構，以及它們如何響應環境變化。我們將探討生態位、競爭、捕食等相互作用如何塑造群落結構，以及生物多樣性的喪失可能帶來的連鎖反應。 棲息地的演變： 潮間帶、海草床、紅樹林、鹽沼等是河口與近岸海域特有的棲息地類型。我們將分析這些棲息地的形成、演變過程，以及它們在維持生態功能中的作用。我們將重點關注海岸侵蝕、海平麵上升、人類開發等因素對棲息地完整性的影響。 第三部分：建模的應用與挑戰 掌握瞭動力學與生態學的基礎知識後，本部分將轉嚮將這些知識應用於實際問題的解決，並探討當前模型研究麵臨的挑戰與未來發展方嚮。 環境管理與規劃： 瞭解河口與近岸海域的動力學與生態過程，對於製定有效的環境管理和規劃策略至關重要。我們將探討如何利用模型預測港口建設、圍填海、疏浚等工程活動對水動力、泥沙輸運和生態環境的影響，並為環境保護和資源可持續利用提供科學依據。 汙染物的風險評估： 模型是評估汙染物擴散、沉積和生物纍積風險的有力工具。我們將學習如何利用模型模擬不同排放情景下汙染物的時空分布，評估其對水生生物和人類健康的影響，並為汙染物的控製和修復提供指導。 生態恢復與保護： 麵對日益嚴峻的環境壓力，河口與近岸海域的生態恢復與保護變得尤為重要。本部分將探討如何利用模型預測不同恢復措施（如棲息地重建、汙染物減排）的生態效益，為生態修復項目的設計和評估提供支持。 氣候變化的影響： 海平麵上升、海水溫度升高、極端天氣事件增多等氣候變化因素，正深刻地影響著河口與近岸海域。我們將分析這些變化如何通過改變水動力、水溫、鹽度等參數，影響生態係統的結構與功能，並探討如何利用模型預測未來的氣候變化情景下這些區域的演變趨勢。 多尺度與多過程耦閤： 河口與近岸海域的係統復雜性要求模型能夠耦閤不同尺度（從海裏到米級）和不同過程（從水動力到生態過程、地質過程）。我們將探討當前模型在實現這種復雜耦閤方麵所麵臨的挑戰，以及一些前沿的研究方嚮。 數據與觀測的融閤： 高質量的觀測數據是模型開發、驗證和應用的基礎。我們將討論不同類型觀測數據（如衛星遙感、浮標觀測、野外觀測）在河口與近岸海域研究中的作用，以及如何有效地將觀測數據與模型相結閤，提升模型的準確性和可靠性。 麵嚮未來的挑戰： 最後，我們將展望河口與近岸建模領域未來的發展方嚮，包括高分辨率模型的開發、人工智能在模型中的應用、更精細的生物地球化學過程模擬，以及如何更好地將模型結果轉化為決策支持工具，以應對日益復雜的海洋環境挑戰，守護這片孕育生命的寶貴水域。 本書希望通過係統性的梳理與深入的探討，幫助讀者構建起對河口與近岸海域動力學與生態過程的全麵認知，並掌握利用科學工具解決實際問題的能力。無論是從事科學研究的學者，還是關注海洋環境保護的決策者，亦或是對這片神奇水域充滿好奇的探索者，都能從中獲得有益的啓示與收獲。

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