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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RTE174

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