海洋聲層析-理論和應用 (美)沃爾特.芒克 彼得.伍斯特 卡爾.溫施 9787118124385 【台灣高等教育出版社】

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書名：海洋聲層析-理論和應用
ISBN：9787118124385
出版社：國防工業
著編譯者：(美)沃爾特.芒克 彼得.伍斯特 卡爾.溫施
頁數：436
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1539832
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內容簡介
《海洋聲層析：理論和應用》介紹了海洋聲層析技術的理論基礎和在海洋環境監測中的應用。首先，對海洋聲層析技術涉及的主要方面：海洋聲學、正問題及反問題作了概述；然後介紹了海洋環境中聲波傳播問題的求解，即正問題，包括不依賴於傳播距離和依賴於傳播距離兩種情形，並考慮了海流對聲波傳播的影響；接著對海洋環境中聲波傳播的觀測及觀測中的主要環節作了介紹；在此基礎上，介紹了海洋聲層析技術的核心部分「反演」，即求解反問題，具體分為面向數據和面向模式兩種情形；最後，介紹了聲層析技術在海盆尺度的海洋環境（即大尺度海洋環境）探測中的應用及存在的問題，並對未來進行了展望。

目錄
第1章 海洋聲層析問題
1 1 海洋聲學
1 2 正問題和反問題
1 3 垂直截面反演：一個數值示例
1 4 水平截面反演
1 5 利用時間演變信息獲取估計值
1 6 檢驗
1 7 比較和評論
第2章 正問題：不依賴於距離的情形
2 1 海洋聲道
2 2 聲速
2 3 射線表示法：射線理論
2 4 射線表示法：射線圖
2 5 射線表示法：作用量
2 6 射線表示法：射線到達的結構
2 7 射線表示法：射線權重
2 8 射線表示法：射線擾動
2 9 射線表示法：參數擾動和函數擾動
2 10 模態表示法：模態
2 11 WKBJ近似：射線／模態的等價性
2 12 模態表示法：模態T-Z顯示
2 13 模態表示法：模糊性關係
2 14 模態表示法：模態擾動
2 15 模態表示法：擾動模型
2 16 觀測
2 17 極地（絕熱）廓線
2 18 溫帶（標準）廓線
第3章 海流
3 1 非均勻運動介質中的射線理論
3 2 傳播時間擾動
3 3 地轉流
3 4 環流、渦度和散度
3 5 非互易性
3 6 互易傳輸實驗
第4章 正問題：依賴於距離的情形
4 1 絕熱距離依賴性
4 2 循環共振
4 3 中尺度變率
4 4 內波
4 5 射線混沌
4 6 聲速廓線依賴距離時的模態
4 7 水平折射
第5章 觀測方法
5 1 聲吶方程
5 2 脈衝壓縮
5 3 傳播時間
5 4 垂直到達角
5 5 多普勒
5 6 計時
5 7 定位
5 8 數據處理
5 9 二進位m-序列
第6章 反問題：面向數據的情形
6 1 引言
6 2 問題的表述
6 3 最小二乘法
6 4 奇異值解及奇異值分解
6 5 Gauss-Markov估計
6 6 線性方法的其他形式
6 7 遞歸解
6 8 非線性問題和方法
第7章 反問題：面向模型的情形
第8章 海盆尺度的聲層析問題
後記
附錄A 海洋聲層析大事記
附錄B 海洋聲波傳播圖集
參考文獻
譯者補記：關於反問題的若干說明

前言/序言
海洋佔地球表面總面積的71%，是巨大的資源庫，富含礦物、生物等各種資源。隨著陸地不可再生資源的日益減少，人們把開發重點投向了海洋，海洋已成為人類獲取各種資源的主要場所。同時，海洋還是巨大的熱源庫，通過加熱地球大氣，影響著地球上的天氣和氣候。因此，獲取海洋環境參數，掌握海洋環境的動力學、熱力學等等特徵，對於我們認識海洋環境，充分利用海洋資源，研究海洋對全球天氣及氣候的影響，具有重大意義。
然而，相對於大氣環境來說，人類對海洋環境的了解要少得多，其主要原因在於觀測手段的限制。船舶觀測、浮標觀測等雖然有較高的精度，但時間或空間解析度低，難以獲得足夠的數據。衛星遙感技術的發展給探測海洋環境提供了強有力的新途徑，但衛星遙感技術獲得的海洋環境數據更多的是海洋表層的信息，深海的信息少。因此，如何獲得三維海洋環境信息，是一項具有挑戰性的工作。
1978年，W H Munk和C Wunsch從理論上提出了探測三維海洋環境的新方法——海洋聲學層析技術（Ocean Acoustic Tomography，OAT），該技術屬於遙感技術，主要利用聲波在海洋中的傳播時間等信息來反演海洋水文參數。隨後，美國、法國、德國、日本等主要大國實施了多個海洋聲學層析實驗來檢驗方法的可行性，取得了豐碩的成果，表明了該技術在探測海洋水文環境（特別是大尺度海洋水文環境）方面的巨大潛力，同時也發現了更多需要解決的問題。在一系列理論研究及實際的海洋層析實驗的基礎上，劍橋大學出版社於1995年正式出版了由W H Munk、P F Worcester與C Wunsch撰寫的Ocean Acoustic Tomography一書。該專著一經面世，就受到廣泛的關注和好評。2009年，該書的電子版公開發行。
Ocean Acoustic Tomography對海洋聲學層析進行了比較詳細的介紹。理論方面主要包括：聲波傳播的正問題（聲速隨距離不變的情形及變化的情形）、聲波傳播的反問題（面向數據的反演和面向模型的反演）；聲學層析實驗方面主要包括實驗的幾何範圍的確定、收發儀器的部署、聲信號的接收與處理等。Acoustic Tomography涉及的學科內容包括海洋學、聲學、數字、信號與系統、計算機科學等，是多學科交叉的領域。現在，海洋聲學層析技術已成為國際海洋界和聲學界非常活躍的研究領域，Ocean Acoustic Tomography仍然是海洋聲學層析技術領域最主要的專著。
隨著我國國力的強大和國家利益的拓展，海洋戰略已日益凸顯其重要性。為此，國家專門啟動了海洋探測方面的重大專項，用以探測熱點海洋地區的海洋環境信息，為經濟建設、國防安全服務。在海洋調查中，遙感調查是一個重要手段。目前，國內在海洋聲傳播的正演方面的研究達到了世界先進水平，在海洋聲傳播的反演方面也取得了一些研究成果，在實驗方面也有一定的進展。但總的來說，我國在海洋聲學層析領域與國際水平還有較大的差距。因此，推廣海洋聲學層析技術，開展海洋聲學層析技術的理論和應用研究，對於提高我國在海洋聲學層析技術領域的水平具有重要的意義。從這一點來說，國防科技大學氣象海洋學院的項傑教授及其同事在國防工業出版社支持下經過近10年的艱苦努力完成了Ocean Acoustic Tomography的中文翻譯工作，具有重要的意義。我相信，這本專著的翻譯出版必將對我國在海洋聲學層析技術領域的發展起著重要的促進作用。
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