Mathematical modeling of Earth's dynamical systems : a primer

مدل‌سازی ریاضی سیستم‌های دینامیکی زمین به دانشمندان زمین مهارت‌های ضروری را برای ترجمه سیستم‌های شیمیایی و فیزیکی به مدل‌های ریاضی و محاسباتی می‌دهد که بینش بهتری را در مورد فرآیندهای زمین ارائه می‌دهد. این کتاب با استفاده از یک روش گام به گام، متغیرهای مهم زمین‌شناسی مسائل زمین‌شناسی فیزیکی-شیمیایی را شناسایی می‌کند و مکانیسم‌هایی را که این متغیرها را کنترل می‌کنند، توصیف می‌کند.

این کتاب برای مقاطع کارشناسی ارشد طراحی شده است. دانشجویان، دانشجویان فارغ التحصیل، محققان و متخصصانی که می خواهند یاد بگیرند که چگونه سیستم های پیچیده را در مجموعه معادلات پویا انتزاع کنند. این به دانش‌آموزان نشان می‌دهد که چگونه حوزه‌های مورد علاقه و عوامل کلیدی را تشخیص دهند، و چگونه مفروضات را به صورت رسمی توضیح دهند. این کتاب نشان می‌دهد که چه داده‌هایی ایده‌های طبیعت را به بهترین شکل آزمایش می‌کنند، و در برابر قوانین ناکافی حمل‌ونقل، ضرایب نامحدود و مدل‌های غیرقابل ابطال هشدار می‌دهد. نمونه های مختلفی از فرآیندها و سیستم ها و تصاویر فراوان ارائه شده است. دانش آموزانی که از این متن استفاده می کنند باید با اصول فیزیک، شیمی و زمین شناسی آشنا باشند و یک سال حساب دیفرانسیل و انتگرال را گذرانده باشند.

مدل سازی ریاضی دینامیکی زمین سیستم هابه دانشمندان زمین کمک می کند تا یک چارچوب فلسفی و پایه های قوی برای مفهوم سازی سیستم های پیچیده زمین شناسی ایجاد کنند.

• درس های گام به گام برای نمایش سیستم های پیچیده زمین به عنوان مدل های دینامیکی


• فرایندهای زمین شناسی را بر اساس قوانین اساسی فیزیک توضیح می دهد. و شیمی


• حلهای عددی معادلات دیفرانسیل از طریق تکنیک تفاضل محدود


• رویکردی فلسفی برای حل کمی مسئله


• نمونه‌های مختلفی از فرآیندها و سیستم‌ها، از جمله تکامل خطوط ساحلی شنی، چرخه کربن جهانی، و بسیاری موارد دیگر


• استادان: راهنمای مربی مکمل برای این کتاب موجود است. محدود به معلمانی است که از متن در دوره ها استفاده می کنند. برای کسب اطلاعات در مورد نحوه دریافت یک کپی، به: http://press.princeton.edu/class_use/solutions.html

Mathematical Modeling of Earth's Dynamical Systems gives earth scientists the essential skills for translating chemical and physical systems into mathematical and computational models that provide enhanced insight into Earth's processes. Using a step-by-step method, the book identifies the important geological variables of physical-chemical geoscience problems and describes the mechanisms that control these variables.

This book is directed toward upper-level undergraduate students, graduate students, researchers, and professionals who want to learn how to abstract complex systems into sets of dynamic equations. It shows students how to recognize domains of interest and key factors, and how to explain assumptions in formal terms. The book reveals what data best tests ideas of how nature works, and cautions against inadequate transport laws, unconstrained coefficients, and unfalsifiable models. Various examples of processes and systems, and ample illustrations, are provided. Students using this text should be familiar with the principles of physics, chemistry, and geology, and have taken a year of differential and integral calculus.

Mathematical Modeling of Earth's Dynamical Systems helps earth scientists develop a philosophical framework and strong foundations for conceptualizing complex geologic systems.

• Step-by-step lessons for representing complex Earth systems as dynamical models


• Explains geologic processes in terms of fundamental laws of physics and chemistry


• Numerical solutions to differential equations through the finite difference technique


• A philosophical approach to quantitative problem-solving


• Various examples of processes and systems, including the evolution of sandy coastlines, the global carbon cycle, and much more


• Professors: A supplementary Instructor's Manual is available for this book. It is restricted to teachers using the text in courses. For information on how to obtain a copy, refer to: http://press.princeton.edu/class_use/solutions.html