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目 录 1

第一章辐射物理基础 1

1.1 电磁辐射 1

1.1.1 电磁波谱 1

1.1.2 电磁波波动方程 3

1.1.3 电磁辐射的能量与辐射度量 7

1.1.4电磁辐射的偏振特性及数学表征 11

1.2热辐射 17

1.2.1黑体辐射 18

1.2.2 实际物体的辐射 25

1.3原子和分子辐射 25

1.3.1 原子辐射 26

1.3.2 分子光谱 27

1.3.3 二氧化碳和水汽分子的红外吸收谱 30

1.3.4 谱线位置 34

1.3.5 谱线强度 35

1.3.6 谱线线型函数 38

1.3.7 谱线的增宽效应 39

第二章 大气中辐射传输特性 53

2.1辐射传输的基本特性 53

2.1.1 基本的辐射传输方程 53

2.1.2 辐射传输有关物理量的定义 56

2.2大气的吸收作用 57

2.2.1 大气模式 57

2.2.2 实际大气吸收谱 71

2.2.3 大气透过率的逐线计算方法 82

2.2.4 大气透过率的带模式计算方法 84

2.2.5 大气透过率的k分布计算方法 102

2.2.6 大气透过率的经验模式计算方法 108

2.3大气的散射作用 110

2.3.1 Ray leigh散射 111

2.3.2 Ray leigh散射各特征量的计算 113

2.3.3 Mie散射 120

2.3.4 Mie散射特征量的计算 123

2.3.5 散射相矩阵 131

2.3.6 非球形粒子的散射 137

3.1太阳常数和太阳辐射谱 142

3.1.1 太阳常数 142

第三章 无云大气中短波辐射的传输 142

3.1.2 大气外界太阳辐射谱 144

3.1.3 太阳辐射的变化 147

3.2大气分子与气溶胶粒子的散射减弱作用 148

3.2.1 大气分子的减弱作用 148

3.2.2 气溶胶的减弱作用 151

3.3大气臭氧对太阳辐射的吸收及增热作用 156

3.3.1 臭氧的吸收率 156

3.3.2 臭氧含量的铅直分布 160

3.3.3 辐射传输路程中臭氧含量的计算 162

3.3.4 臭氧层吸收的太阳辐射及增热 164

3.4水汽对于太阳辐射的吸收 167

3.5 地表的反射 170

4.1 辐射传输方程RTE 174

第四章无云大气中长波辐射的传输 174

4.2辐射传输方程解的计算 178

4 2.1 对高度积分 178

4.2.2 对角度积分 182

4.2.3 对波数积分 189

4.3长波辐射通量密度的实用算法 207

4.3.1 Rodgers和Walshaw的带模式方法 207

4.3.2 LOWTRAN方法 215

4.4非热动平衡状态下的辐射传输 221

4.4.1 热动平衡与非热动平衡条件 221

4.4.2 非热动平衡状态下的源函数 223

5.1 云模式及其单次散射参量 229

第五章 云和气溶胶中辐射的传输（一维问题） 229

5.2气溶胶模式及其单次散射参数 239

5.3散射相函数的解析表示 246

5.3.1 用参数化方程近似表示 246

5.3.2 相函数的球函数展开 247

5.3.3 引入δ函数的展开 248

5.4传输方程及其解法 251

5.4.1 传输方程 251

5.4.2 Gauss-Seidel迭代方法 254

5.4.3 二流近似 257

5.4.4 离散纵标法 269

5.4.5 不变原理 276

5.4.6 加倍法 291

5.4.7矩阵算法 295

5.4.8 Mon te-Carlo方法 301

5.5与方位有关时传输方程的一般解法 303

第六章 云中辐射传输（三维问题） 305

6.1三维辐射传输方程 305

6.2三维辐射传输方程的解 307

6.2.1 Monte-Carlo方法 307

6.2.2 δ-Eddington近似 310

6.2.3 多模传输方程 325

6.3非连续云层辐射计算的参数化 327

第七章辐射的气候效应 331

7.1 大气环流模式与气候模式中的辐射计算 331

7.1.1 晴空大气辐射的计算 331

7.1.2 有云或气溶胶大气的辐时计算 335

7.2.1 气溶胶的辐射气候效应 343

7.2气溶胶与云的辐射气候效应 343

7.2.2 云的辐射气候效应 345

7.3吸收气体对于大气温度分布的影响 353

7.4辐射的卫星观测 357

7.4.1 辐射与云 357

7.4.2 地球辐射收支 360

7.4.3 灵敏度因子 365

附录 370

Ⅰ 基本常数 370

Ⅱ 日地平均距离处的太阳辐射谱 372

Ⅲ 气溶胶物质的折射率 378

Ⅳ 模式云的单次散射特性 385

参考书目 433

参考文献 435