全球變化研究評(píng)論（第三輯）

內(nèi)容概要

　　地球系統(tǒng)科學(xué)是以地球系統(tǒng)為研究對(duì)象，斂力于觀測(cè)、理解和預(yù)測(cè)由陸地、大氣、水、冰、生物圈、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)之間的交互作用而引起的全球環(huán)境變化。本專輯以地球系統(tǒng)科學(xué)為主題，收錄了清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心開辦的第一門講座課程——“地球系統(tǒng)科學(xué)前沿講座”13位校內(nèi)外老師完成的講座式授課的講稿。講稿內(nèi)容包括地球系統(tǒng)組分耦合模型；地面氣象、水文、地震、環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，空基和星基觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，與全球環(huán)境問題有關(guān)的經(jīng)濟(jì)學(xué)和政策研究以及社會(huì)響應(yīng)機(jī)制等。
　　《全球變化研究評(píng)論（第3輯）：地球系統(tǒng)科學(xué)前沿講座》對(duì)從事地球系統(tǒng)模式建設(shè)及高性能能計(jì)算應(yīng)用、地球系統(tǒng)觀測(cè)和全球變化經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的學(xué)者有一定參考價(jià)值。

作者簡介

　　宮鵬，清華大學(xué)全球變化研究院及地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心教授，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校環(huán)境科學(xué)、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(huán)境與健康和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等。發(fā)表各類論文400余篇（含160余篇SCI論文）。現(xiàn)擔(dān)任International
Journal of Remote Sensing編輯和Computers Environment and Urban
Systems及CIScience and Remote Sensing等于刊物編委。

書籍目錄

第1章 陸面過程及其參數(shù)化研究
第2章 全球與我國氣候變化的事實(shí)及其影響
第3章 全球環(huán)境變化與公眾健康——數(shù)據(jù)庫建設(shè)與建模舉例
第4章 地球系統(tǒng)模式簡介
第5章 輻射、云與地球氣候——觀測(cè)與模擬概述
第6章 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及其觀測(cè)和模擬方法
第7章 被動(dòng)微波在土壤水分和植被監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
第8章 地球系統(tǒng)數(shù)值模擬
第9章 全球變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能——從生物圈2號(hào)到我們的地球
第10章 全球能源系統(tǒng)與大氣化學(xué)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(jīng)濟(jì)學(xué)理論分析
第13章 與氣候變化國際談判相關(guān)的若干科學(xué)問題

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   ①譜模式。譜模式的精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)，但分辨率的提高會(huì)導(dǎo)致譜模式計(jì)算量的立方增長，而這一困難因雙傅氏級(jí)數(shù)（DFS）譜方法在三維大氣模式中的推廣應(yīng)用而得到明顯緩解，計(jì)算量降至O（N2log2N）（N為譜截?cái)鄶?shù)）。另外，分辨率提高使得局部非連續(xù)性增強(qiáng)（如地形、水汽）仍將是譜模式未來發(fā)展的嚴(yán)重障礙和挑戰(zhàn)。 ②半拉格朗日模式。該模式吸收了譜模式和差分模式的優(yōu)點(diǎn)，GRAPES就采用這種模式。其因時(shí)間半隱式計(jì)算格式的使用而具有較好的計(jì)算穩(wěn)定性，從而節(jié)省計(jì)算資源，但每個(gè)時(shí)間步長上赫姆霍茲（Helmholtz）方程求解的計(jì)算量十分巨大，目前并不比同樣分辨率的譜模式占優(yōu)勢(shì)，這是未來半拉格朗日模式必須面對(duì)的嚴(yán)重困難。另外，使用拉格朗日計(jì)算時(shí)，質(zhì)點(diǎn)是在移動(dòng)的，質(zhì)點(diǎn)穿越極點(diǎn)所出現(xiàn)的非數(shù)學(xué)物理解將是難以在較短時(shí)間內(nèi)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(zhì)量守恒這兩個(gè)重要性質(zhì)。同時(shí)它容易實(shí)現(xiàn)用差分（中央差）來代替微分部分，非常簡單。但近半個(gè)世紀(jì)以來，極區(qū)計(jì)算穩(wěn)定性的限制一直是沒有得到很好解決的問題，特別是當(dāng)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(duì)模式計(jì)算穩(wěn)定性的影響，提高了差分格點(diǎn)模式在極區(qū)的計(jì)算穩(wěn)定性，但因還沒有找到有效的辦法克服緯向重力內(nèi)波對(duì)模式穩(wěn)定性的影響，計(jì)算穩(wěn)定性問題仍然是有限差分模式未來必須面對(duì)的嚴(yán)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(zhǔn)均勻多邊形網(wǎng)格，不考慮極地的特殊性，只將其處理成一個(gè)普通的六邊形或三角形，回避了極區(qū)的計(jì)算穩(wěn)定性問題；其時(shí)間步長大，且格點(diǎn)數(shù)要比譜模式和其他格點(diǎn)模式減少近1/3，非常省時(shí)。但是準(zhǔn)均勻多邊形網(wǎng)格（如三角形網(wǎng)格）不像經(jīng)緯度網(wǎng)格那樣能夠體現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)（東西方向）和熱量經(jīng)向輸送（南北方向）等主要特征，尤其在高緯地區(qū)分辨率的降低會(huì)影響模式對(duì)極渦等的模擬精度。

編輯推薦

《全球變化研究評(píng)論(第3輯):地球系統(tǒng)科學(xué)前沿講座》能夠使讀者對(duì)地球觀測(cè)技術(shù)、地球系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和相關(guān)科學(xué)問題、地球系統(tǒng)模擬的主要內(nèi)容有初步了解，為有興趣進(jìn)入地球系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者提供一定的方法論支持和科學(xué)參考。

圖書封面

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