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地球系統模式發展戰略研究

作者：端義宏//劉哲//李建|責編:石珺//李嘉佳
出版社：科學
ISBN：9787030808707

出版日期：2025/12/01
裝幀：平裝
頁數：215

人民幣：RMB 152 元售價：元

內容大鋼

本書聚焦地球系統模式，深入探討其多方面關鍵內容。主要介紹地球系統模式中的分量模式，涵蓋大氣、陸面、海洋等圈層；關注自然系統與人類活動的耦合，強調其對氣候變化研究和政策制定的意義。同時，介紹數據同化技術在提高模式預報效果中的應用、模式自身存在的不確定性和評估方法、軟硬體支撐對地球系統模式發展的關鍵作用，包括耦合器及高性能計算技術、機器學習方法的應用等。本書為深入了解地球系統模式提供全面且系統的知識體系，對相關領域研究和實踐具有重要參考價值。

作者介紹

端義宏//劉哲//李建|責編:石珺//李嘉佳

第1章  緒論
  1.1  地球系統模式內部分量及耦合
  1.2  地球系統模式和人類活動耦合
  1.3  地球系統的數據同化
  1.4  地球系統模式自身的不確定性
  1.5  地球系統模式軟硬體支撐
  參考文獻
第2章  地球系統模式系統分量
  2.1  大氣模式
    2.1.1  大氣模式在地球系統中的作用
    2.1.2  天氣-氣候模式介紹
    2.1.3  模式應用
    2.1.4  中高層大氣模式介紹
  2.2  陸面模式
    2.2.1  陸面過程在地球系統中的作用
    2.2.2  陸面模式介紹
    2.2.3  國內外主要進展
  2.3  海洋模式
    2.3.1  海洋模式在地球系統中的作用
    2.3.2  海洋模式介紹
    2.3.3  國內外主要進展
  2.4  冰凍圈模式
    2.4.1  海冰模式
    2.4.2  冰蓋模式
  2.5  耦合的地球系統模式
    2.5.1  地球系統模式介紹
    2.5.2  國內外主要進展
    2.5.3  未來發展趨勢及重點研究方向
  參考文獻
第3章  地球系統內部互動生物-化學過程及其耦合
  3.1  陸地生物地球化學模式
    3.1.1  植被動力學模型介紹
    3.1.2  動態全球植被模型發展現狀
    3.1.3  國內外主要進展
    3.1.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  3.2  海洋生物地球化學模式
    3.2.1  海洋生物地球化學模式介紹
    3.2.2  國內外主要進展
    3.2.3  未來發展趨勢及重點研究方向
  3.3  大氣化學-氣溶膠過程
    3.3.1  大氣化學-氣溶膠過程介紹
    3.3.2  大氣化學模式與氣溶膠模塊
    3.3.3  國內外主要進展
    3.3.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  參考文獻
第4章  地球系統模式衍伸：人類-地球系統模式
  4.1  人類活動模型及其與地球系統
  4.2  人類-地球系統模式在氣候變化影響評估方面的應用
    4.2.1  乾旱-半乾旱帶的生態環境變化、模擬和影響評估
    4.2.2  海岸帶生態環境系統與氣候變化

  4.3  地球系統模式與綜合評估模型的雙向耦合
  4.4  人類主動適應氣候變化的策略：地球工程
    4.4.1  太陽輻射干預類型氣候模擬試驗
    4.4.2  二氧化碳移除類型氣候模擬試驗
  參考文獻
第5章  地球系統模式資料同化
  5.1  地球系統空地基觀測運算元
    5.1.1  基本概念
    5.1.2  國內外主要進展
    5.1.3  面臨的科學問題
    5.1.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  5.2  觀測資料質量控制預處理
    5.2.1  基本概念
    5.2.2  國內外主要進展
    5.2.3  面臨的科學問題
    5.2.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  5.3  混合資料同化方案
    5.3.1  基本概念
    5.3.2  國內外主要進展
    5.3.3  面臨的科學問題
    5.3.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  5.4  通用資料同化系統
    5.4.1  基本概念
    5.4.2  國內外主要進展
    5.4.3  面臨的科學問題
    5.4.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  參考文獻
第6章  地球系統模式的不確定性
  6.1  模式不確定性定義與來源
    6.1.1  模式不確定性定義
    6.1.2  模式不確定性來源
  6.2  模式不確定性評估方法
    6.2.1  評估外強迫對模式模擬預估結果不確定性
    6.2.2  評估內部變率對模式模擬預估結果不確定性
    6.2.3  評估模式參數化過程的不確定性
  6.3  模式不確定性減少途徑
    6.3.1  加強模式發展需要的觀測
    6.3.2  採用全球高解析度的非靜力模式系統
    6.3.3  物理過程與動力框架的深度耦合
    6.3.4  改進各分量模式中的物理過程
    6.3.5  基於約束預估方法、減小內部變率不確定性
    6.3.6  地球系統模式與社會經濟模式結合
  6.4  未來重點研究方向及趨勢
    6.4.1  面臨的科學問題
    6.4.2  未來發展趨勢及重點研究方向
  參考文獻
第7章  地球系統發展軟硬體基礎設施建設
  7.1  地球系統多圈層分量耦合
    7.1.1  基本概念
    7.1.2  國內外主要進展

    7.1.3  面臨的科學問題
    7.1.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  7.2  面向高解析度和大規模並行計算
    7.2.1  基本概念
    7.2.2  國內外主要進展
    7.2.3  面臨的科學問題
    7.2.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  7.3  融合大數據和人工智慧技術創新模式發展方法
    7.3.1  基本概念
    7.3.2  國內外主要進展
    7.3.3  面臨的科學問題
    7.3.4  未來發展趨勢及重點研究方向
  參考文獻
第8章  地球系統模式集成與應用
  8.1  靈活高效地球系統模式集成和構建
  8.2  基於地球系統模式的一體化預報系統
    8.2.1  天氣-氣候一體化預報的研究背景
    8.2.2  國際上一體化預報系統的研究進展
  8.3  地球系統模式及預測系統的應用
    8.3.1  應用背景
    8.3.2  在天氣預報中的應用
    8.3.3  在次季節預測中的應用
    8.3.4  在短期氣候預測中的應用
    8.3.5  在年代際氣候預測中的應用
    8.3.6  在氣候變化和氣候預估中的應用
    8.3.7  一體化模式構建與應用
  8.4  地球系統模式發展趨勢
    8.4.1  組件構成
    8.4.2  與觀測協同發展
    8.4.3  國際組織
  參考文獻

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