海洋数值模拟 董昌明 科学出版社 正版新书
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作者董昌明
出版社科学出版社
ISBN9787030690326
出版时间2021-10
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1202540654
上书时间2024-06-14
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作者简介
董昌明，南京信息工程大学教授博导，海洋数值模拟与观测实验室主任，海洋科学系主任，卫星海洋环境动力国家重点实验室海星学者。获中国科学院及美国哥伦比亚大学博士，普林斯顿大学博士后。长期在美国加州大学洛杉矶分校和加州艾尔凯密洛学院从事科研与教学工作，担任靠前大型石油服务公司海洋环境资深咨询专家。
董昌明教授长期从事物理海洋学的研究，研究方向为区域海洋动力学、海洋数值模拟、中尺度海气耦合、海洋环境评估及其监测等。并开发了可直接应用于探测欧拉和拉格朗日类型海洋涡旋的软件，及商业用途海洋耦合预报模块。在靠前期刊发表论文50多篇。
目录
章 绪论
1.1 海洋数值模拟基础概念和参数化方案
1.2 常见的海洋数值模式
1.2.1 海流模式
1.2.2 波浪模式
1.2.3 海气耦合模式
1.2.4 大洋环流模式
1.2.5 其他模式
第2章 海洋数值模拟基本知识
2.1 海水运动控制方程
2.1.1 笛卡儿直角坐标系下海水运动控制方程
2.1.2 球坐标系下海水运动控制方程
2.1.3 垂向坐标σ坐标系下海水运动控制方程
2.2 海洋数值模拟离散方法
2.2.1 有限差分法
2.2.2 有限差分格式的相容性、收敛性及稳定性
2.2.3 有限差分格式的稳定性分析方法
2.2.4 CFL条件
2.2.5 有限差分格式截断误差分析
2.3 常系数二阶偏微分方程的数值求解方法
2.3.1 双曲型方程
2.3.2 抛物型方程
2.3.3 椭圆型方程
思考题
第3章 海洋数值模拟参数化方案
3.1 湍流参数化方案
3.1.1 基本概念
3.1.2 Prandtl混合长湍流闭合方案
3.1.3 标准k-ε参数化方案
3.1.4 Mellor-Yamada参数化方案
3.1.5 混合型参数化方案
3.1.6 KPP参数化方案
3.2 中尺度参数化方案
3.2.1 Redi 82方案
3.2.2 GM 90参数化方案
3.3 次中尺度过程参数化方案
3.3.1 次中尺度过程
3.3.2 混合层次中尺度不稳定参数化方案
3.3.3 对称不稳定参数化方案
3.4 海气界面与海底边界过程参数化方案
3.4.1 海气界面热量辐射参数化方案
3.4.2 海气界面动量交换参数化方案
3.4.3 海气界面飞沫过程参数化方案
3.4.4 海底边界应力参数化方案
3.5 水平混合参数化方案
3.5.1 Laplacian参数化方案
3.5.2 Biharmonic参数化方案
3.5.3 Smagorinsky参数化方案
3.6 其他参数化方案
3.6.1 对流参数化方案
3.6.2 浪致混合参数化方案
思考题
第4章 海流模式及其应用
4.1 区域海流模式及其应用
4.1.1 ROMS
4.1.2 FVCOM
4.1.3 POM
4.2 全球海流模式及其应用
4.2.1 MITgcm
4.2.2 HYCOM
4.2.3 MOM及其数值产品：OFES
4.2.4 LICOM
4.2.5 NEMO
思考题
第5章 波浪模式及其应用
5.1 SWAN模式
5.1.1 模式模拟的物理过程
5.1.2 模式的控制方程和源项
5.1.3 模式的数值求解方法
5.2 WaveWatch模式
5.2.1 模式物理过程
5.2.2 模式的控制方程和源项
5.2.3 模式的数值求解方法
5.3 LAGFD-WAM模式
5.3.1 球坐标系下的海浪能谱平衡方程
5.3.2 球坐标系下的特征线方程
5.4 混合型海浪数值预报模式
5.4.1 文氏风浪谱
5.4.2 混合型海浪预报模式方程
5.5 模式的应用
5.5.1 SWAN模式的应用实例1
5.5.2 SWAN模式的应用实例2
思考题
第6章 海气耦合模式及其应用
6.1 WRF模式简介
6.1.1 WRF模式基本方程
6.1.2 WRF模式基本结构
6.2 COAWST模式简介
6.2.1 耦合器简介
6.2.2 COAWST耦合方案
6.3 COAWST模式应用
思考题
第7章 大洋环流模式在气候变化研究中的应用
7.1 全球大洋在气候变化中的作用
7.2 大洋环流模式简单回顾
7.3 ENSO的气候意义及模拟
7.3.1 ENSO的来历及其气候意义
7.3.2 ENSO的模拟
7.4 大洋经向翻转环流的气候意义及模拟
7.4.1 大洋经向翻转环流的气候意义
7.4.2 大西洋经向翻转环流的模拟
7.4.3 太平洋热带环流圈和副热带环流圈的模拟
思考题
第8章 其他常用海洋模式
8.1 大涡模拟
8.1.1 模式介绍
8.1.2 海洋中LES理论和方法
8.1.3 LES的应用
8.2 海冰模式
8.2.1 CICE海冰模式
8.2.2 ROMS中的海冰模块
8.2.3 模式应用
8.3 海洋生态动力学模型
8.3.1 NPZD模型控制方程
8.3.2 海洋生态动力学模型个例
8.4 海洋沉积输运模式
8.4.1 沉积输运模式介绍
8.4.2 沉积输运模式控制方程
8.4.3 模式应用
思考题
参考文献
附录
后记
内容摘要
本书为“十三五”江苏省高等学校重点教材，旨在全面、系统介绍海洋数值模拟的基本理论和方法及当前常用的海洋数值模式。本书共分8章，从海水运动基本控制方程出发，介绍数值模拟的基本理论，包括方程的推导、离散和求解，另外重点介绍海洋模式中常用的参数化方案，很后介绍海流模式、波浪模式、海气耦合模式等的研究进展和应用实例。全书以学为主，深入浅出，教材内容易被学生接受和理解；理论实践结合，读者可以学以致用。
本书可供海洋科学及相关学科的师生教学使用，也可供海洋管理、海洋开发、海洋交通运输和海洋环境保护等方面的科技人员参阅。
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