Earth System Science

目录
第1章 绪论
1.1 人类面临全球性的重大问题
1.1.1 人口爆炸
1.1.2 土地荒漠化
1.1.3 资源趋于枯竭
1.1.4 “温室效应”与全球变暖
1.1.5 臭氧屏蔽的破坏
1.1.6 生态环境的破坏
1.2 地球系统科学的提出及其在中国的产生
1.3 地球系统科学与传统地球科学
1.4 地球系统科学基本概念
1.4.1 地球系统科学的概念
1.4.2 地球系统的系统、结构、层次
1.4.3 地球系统的环境、行为、功能
1.4.4 地球系统的状态、演化、过程
1.5 国内外研究现状
1.5.1 当代地质学的发展趋势
1.5.2 全球变化
1.5.3 地球系统科学
第2章 地球系统科学研究方法
2.1 地球系统科学的研究思路
2.1.1 研究目标与目的
2.1.2 研究的基本思路
2.1.3 理论基础与特点
2.1.4 研究领域
2.1.5 基本原则
2.2 地球系统科学的基本框架
2.2.1 地圈-生物圈系统动力学
2.2.2 气候系统动力学和气候变化预测研究
2.2.3 大陆系统动力学
2.2.4 日-地系统
2.2.5 人-地系统动力学
2.2.6 现在应起步的领域前沿
2.3 地球系统过程
2.4 地球系统科学的研究步骤
2.5 地球系统科学的时间尺度
2.5.1 几千年至几百万年(n×〓~n×〓a)的时间尺度
2.5.2 几十年至几百年(n×10~n×〓a)的时间尺度
2.5.3 几千年至几百万年(n×〓~n×〓a)的全球变化
2.5.4 早期地球过程
2.5.5 几十年至几百年(n×10~n×〓a)的全球变化
2.6 地球系统科学的方法论
2.6.1 系统方法的哲学基础
2.6.2 还原论与整体论相结合
2.6.3 定性描述与定量描述相结合
2.6.4 局部描述与整体描述相结合
2.6.5 确定性描述与不确定性描述相结合
2.6.6 系统分析与系统综合相结合
2.6.7 模型与原型
2.6.8 数学模型
2.6.9 基于计算机的模型
第3章 地球系统科学理论基础
3.1 地球系统的连续动态系统
3.1.1 线性动态地球系统
3.1.2 非线性动态地球系统
3.1.3 轨道、暂态、定态
3.1.4 稳定性
3.1.5 吸引子与目的性
3.1.6 周期运动与回归性
3.1.7 分岔
3.1.8 突变
3.1.9 连续混沌
3.1.10 过渡过程特性
3.2 地球系统的离散动态系统
3.2.1 离散映射与离散动力学
3.2.2 离散混沌
3.2.3 几种自动器网络模型
3.2.4 遗传算法
3.3 地球系统的随机性
3.3.1 随机过程与随机涨落
3.3.2 主方程和福克尔-普朗克方程
3.3.3 随机网络模型
3.4 地球系统的自组织
3.4.1 自组织与他组织
3.4.2 两种有序原理
3.4.3 自组织理论
3.4.4 自组织的几种形式
3.5 地球系统的简单巨系统
3.5.1 简单系统与简单巨系统
3.5.2 熵——简单巨系统的基本概念
3.5.3 数学模型
3.5.4 地球系统演化的分析方法
3.6 地球系统的复杂巨系统
3.6.1 关于复杂性
3.6.2 把复杂性当作复杂性处理
3.6.3 开放的复杂巨系统
3.6.4 从定性到定量综合集成方法
3.6.5 综合集成研讨厅体系
第4章 地球系统科学子系统与学科分支
4.1 行星系统
4.1.1 太阳系概况
4.1.2 太阳系在宇宙中的地位
4.1.3 行星的轨道运动
4.1.4 行星的基本物理性质
4.1.5 行星的结构
4.1.6 卫星和环系的一般特征
4.2 地核和地幔系统
4.2.1 地震资料与内部结构
4.2.2 地球内部的物质成分及其状态
4.3 岩石圈系统
4.3.1 大陆漂移、海底扩张和板块构造
4.3.2 地质过程
4.3.3 陨击坑和冲击变质作用
4.3.4 地球的年龄和地质年代表
4.4 水圈系统
4.4.1 海洋的成分
4.4.2 海洋温度和洋流
4.5 大气圈系统
4.5.1 地球大气的成分
4.5.2 地球大气的性质和结构分层
4.5.3 地球磁场、磁层和辐射带
4.6 生物圈系统
4.6.1 生物圈的组成
4.6.2 生命的特征——DNA
4.6.3 生命的起源、演化和生物圈的形成
4.6.4 人类的由来
4.6.5 生物圈系统及其平衡
4.6.6 生物圈对地球外部圈层的作用
4.7 各圈层相互作用的动力学效应
4.7.1 多体系统动力效应
4.7.2 非完整系统动力效应
4.7.3 变质量系统动力效应
4.7.4 碰撞动力系统效应
4.7.5 破坏动力系统效应
4.7.6 流体动力系统效应
4.7.7 极端动力系统效应
4.7.8 爆炸（发）动力系统效应
4.8 地球系统科学学科分支
第5章 地球系统科学的数字表达——数字地球
5.1 数字地球提出的背景
5.2 数字地球的研究方法
5.3 数字地球原型
5.4 地球系统场理论基础
5.5 数字地球物理模型
5.6 数字地球力学模型
5.7 数字地球数学模型
5.8 数字地球信息模型
5.9 数字地球信息获取技术与模拟
5.10 数字地球空间信息基础设施
5.11 数字地球技术方法
5.12 数字中国
第6章 地球系统科学研究示范——青藏高原大陆碰撞各圈层统一相互作用研究
6.1 青藏高原国内外研究现状概述
6.1.1 高原隆升机制
6.1.2 高原隆升历史
6.1.3 讨论
6.2 各圈层统一相互作用的物质组成与古生物演化特征
6.2.1 地层古生物系统及其时空演变
6.2.2 岩浆活动特征与规律
6.2.3 高温高压下岩石力学性质研究
6.3 各圈层统一相互作用的大地构造特征与地质过程
6.3.1 青藏高原大地构造特征
6.3.2 青藏高原各圈层隆升的地质过程
6.4 各圈层统一相互作用的现今构造应力场演化特征
6.4.1 第四纪早期构造应力场
6.4.2 现代构造应力场
6.4.3 地壳形变特征
6.4.4 动力学演化机制
6.5 各圈层统一相互作用的地球物理场特性与深部构造
6.5.1 青藏高原人工地震探测研究
6.5.2 青藏高原区域重力场研究
6.5.3 青藏高原与周边地区电性结构及其地质意义
6.5.4 青藏高原区域磁异常研究
6.6 各圈层统一相互作用的统一构造动力模型
6.6.1 中国大陆应力场及位移方向和速率约束条件
6.6.2 印度板块对欧亚大陆的挤压作用及青藏高原受到的垂直作用
6.6.3 滑移线场与中国大陆统一应变场
6.6.4 青藏高原隆升的统一构造动力模型
6.7 各圈层统一相互作用的力学描述
6.7.1 青藏高原各圈层力学系统描述
6.7.2 青藏高原岩石力学系统的非稳定性问题
6.7.3 青藏高原各圈层多体系统力学描述
6.7.4 青藏高原各圈层塑性力学描述
6.7.5 青藏高原地幔热柱动力学模型研究
6.8 各圈层统一相互作用的数值模拟
6.8.1 建立力学模型
6.8.2 算法分析
6.8.3 计算结果与分析
6.9 结论
参考文献
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