大气辐射传输是大气辐射和遥感领域的核心基础课程,本书基于作者在德国和美国多年讲授这门课程的经验和相关科研成果积累,旨在全面而简明地介绍大气辐射传输的公式,尤其是说明与大气中电磁辐射的单次散射、多次散射、吸收和发射相关的整个物理过程。
全书共分9章:第1章主要介绍大气辐射收支概况;第2章给出了本书使用的物理量纲、符号、规则和约定,并简要回顾了相关数学知识;第3章介绍电磁辐射的基本概念和基本定律;第4章主要讨论电磁辐射与单粒子的相互作用;第5章进一步介绍了体散射、吸收和消光特性,即电磁辐射与粒子群的相互作用;第6章主要讲述电磁辐射传输方程,包括动态和静态、三维和一维辐射传输方程的推导;第7章讨论了辐射传输方程的几种常见数值和近似解法;第8章主要讨论大气分子的吸收与发射;第9章讲述地球辐射的传输。
本书可作为大气辐射和遥感相关专业高年级本科生和研究生的专业基础课教学用书,也可作为大气辐射、遥感应用、地球物理、地球化学、天文学、环境科学和光谱学等领域科研人员的参考书。
- 前辅文
- 第1章 引言
- 1.1 大气辐射简介
- 1.2 大气辐射收支概略图
- 1.3 无云大气中的太阳和地球热红外光谱
- 1.4 温室效应
- 1.5 与天基观测的关联
- 第2章 符号和数学知识回顾
- 2.1 物理量纲及前缀
- 2.2 一些规则和约定
- 2.3 向量代数简介
- 2.4 狄拉克δ函数
- 2.5 几何学
- 2.6 正交函数
- 2.7 求积公式
- 习题
- 第3章 基本原理
- 3.1 电磁辐射
- 3.2 基本辐射量
- 3.3 黑体和灰体辐射: 基本定律
- 习题
- 第4章 电磁辐射与单粒子的相互作用
- 4.1 概述
- 4.2 复折射指数
- 4.3 电场矢量分解
- 4.4 复振幅散射矩阵
- 4.5 斯托克斯矢量
- 4.6 偏振度
- 4.7 穆勒矩阵
- 4.8 单粒子光学特性
- 4.9 球形粒子的洛伦茨-米理论
- 4.10 瑞利散射和振荡电偶极子
- 4.11 非球形粒子散射
- 4.12 大粒子散射的几何光学方法
- 4.13 虹和晕
- 习题
- 第5章 体光学特性
- 5.1 粒子尺度分布
- 5.2 体散射、吸收和消光
- 习题
- 第6章 辐射传输方程
- 6.1 光学厚度
- 6.2 朗伯-布格定律
- 6.3 辐射传输方程的一般形式
- 6.4 水平均匀大气的一维辐射传输方程
- 习题
- 第7章 辐射传输方程的数值和近似解法
- 7.1 勒让德展开和傅里叶展开
- 7.2 漫射辐亮度的傅里叶系数方程
- 7.3 逐次散射法
- 7.4 累加- 倍加法
- 7.5 离散纵标法
- 7.6 球谐函数法
- 7.7 蒙特卡罗方法
- 7.8 二流近似
- 习题
- 第8章 大气分子的吸收与发射
- 8.1 光子与气体分子的相互作用
- 8.2 能级跃迁的例子
- 8.3 单原子分子谱线
- 8.4 分子吸收和发射谱线
- 8.5 大气气体光谱举例
- 8.6 吸收和发射线型的近似
- 8.7 光谱透射率和吸收率
- 习题
- 第9章 地球辐射的传输
- 9.1 下行光谱辐射
- 9.2 上行光谱辐射
- 9.3 模拟光谱示例
- 9.4 宽带地球辐射传输
- 习题
- 附录A 缩写、符号和常数
- A.1 缩写词
- A.2 下标和上标
- A.3 希腊字符
- A.4 拉丁字符
- A.5 物理常数
- A.6 数学常数
- 参考文献
- 索引
