包邮大气非平衡辐射学

目录第1章 绪论与概述 11.1 概述 11.2 地球大气层的基本性质 21.2.1 热结构 21.2.2 组分 61.2.3 能量平衡 91.3 什么是局地热力学平衡？ 111.4 局地热力学非平衡的情形 121.5 非平衡的重要性 141.6 一些历史背景 151.7 非平衡模型 161.8 非平衡实验研究 181.9 行星大气中的非平衡问题 181.10 参考文献和拓展阅读 19第2章 分子光谱 212.1 引言 212.2 双原子分子的能级 212.2.1 Born-Oppenheimer近似 222.2.2 双原子分子的转动 222.2.3 双原子分子的振动 252.2.4 Born-Oppenheimer近似的失效 282.3 多原子分子的能级 292.3.1 一般情况 292.3.2 多原子分子的转动 302.3.3 多原子分子的振动 322.4 跃迁和光谱带 342.4.1 振动-转动谱带 342.4.2 热谱带 352.4.3 泛频带 362.4.4 同位素谱带 372.4.5 组合谱带 372.5 单个振动 -转动谱线的性质 382.5.1 谱线强度 392.5.2 谱线宽度和线形 412.6 能级间的相互作用 442.6.1 Fermi共振 442.6.2 Coriolis相互作用 442.6.3 振动-振动跃迁 452.7 参考文献和拓展阅读 45第3章 大气辐射传输基础 473.1 引言 473.2 辐射的性质 473.3 辐射传输方程 493.4 辐射传输方程的通解 513.5 热力学平衡和局地热力学平衡 533.6 非平衡中的源函数 553.6.1 二能级方法 563.6.2 爱因斯坦关系 573.6.3 辐射过程 593.6.4 热碰撞过程：统计平衡方程 633.6.5 非热过程 653.6.6 多能级情况 693.7 非平衡态情况 713.7.1 非平衡的**案例 713.7.2 非**的非平衡情况 733.8 参考文献和拓展阅读 69第4章 平衡态辐射传输方程的求解 754.1 引言 754.2 辐射传输方程在高度上的积分 754.2.1 平行平面的辐射传输方程 754.2.2 太阳辐射 784.2.3 大气球形特征 794.2.4 辐射平衡下的温度分布 814.2.5 加热率和冷却率 864.2.6 “空间冷却”近似 894.2.7 不透明近似 904.3 辐射传输方程的频率积分 914.3.1 逐线积分法 924.3.2 光谱带模式 944.3.3 *立线和单线模式 944.3.4 谱线重叠的带模式 964.3.5 常规模式或 Elsasser模式 964.3.6 随机带模式 974.3.7 经验模式 1014.3.8 “指数求和”法 1014.3.9 非均匀辐射路径 1024.4 辐射传输方程在空间角上的积分 1024.5 参考文献和拓展阅读 104第5章 非平衡辐射传输方程的求解 1065.1 引言 1065.2 非平衡条件下辐射传输的简单解 1065.2.1 弱辐射场 1065.2.2 强外部辐射源 1125.2.3 非热碰撞和化学过程 1155.3 非平衡辐射传输方程的完整解 1175.4 非平衡辐射传输方程的积分 1175.4.1 频率积分与空间角积分 1185.4.2 高度积分 1185.4.3 具体的非平衡算法 1195.5 非平衡态算法的比较 1225.6 非平衡冷却率的参数化 1225.7 柯蒂斯矩阵法 1235.8 参考文献和拓展阅读 129第6章 地球大气的非平衡模型I：CO2 1316.1 引言 1316.2 有用的近似 1336.2.1 诱导发射 1336.2.2 转动平衡 1346.2.3 共振能级 1346.2.4 谱线重叠 1346.3 二氧化碳（CO2） 1356.3.1 采用参考大气 1366.3.2 边界层 1386.3.3 辐射过程 1386.3.4 碰撞过程 1416.3.5 多能级系统的解 1456.3.6 非平衡布居数 1476.4 参考文献和拓展阅读 161第7章 地球大气的非平衡模型Ⅱ：其他红外辐射分子 1637.1引言 1637.2一氧化碳（CO） 1637.2.1辐射过程 1647.2.2碰撞过程 1657.2.3非平衡布居数 1667.2.4 CO(1)布居数的不确定性 1687.3臭氧（O3） 1697.3.1非平衡模型 1707.3.2化合反应 1727.3.3碰撞弛豫 1757.3.4其他激发过程 1777.3.5系统求解 1777.3.6 非平衡布居数 1787.4 水蒸气（H2O） 1817.4.1 辐射过程 1827.4.2 碰撞过程 1837.4.3 非平衡布居数 1867.4.4 H2O布居数的不确定性 1897.5 甲烷（CH4） 1917.5.1 辐射过程 1937.5.2 碰撞过程 1937.5.3 非平衡布居数 1947.5.4 CH4布居数的不确定性 1967.6 一氧化氮（NO） 1967.6.1 辐射过程 1967.6.2 转动态和自旋态的碰撞弛豫 1977.6.3 振动-平动碰撞和化学生成 1977.6.4 非平衡布居数 1997.7 二氧化氮（NO2） 2027.7.1 激发和弛豫过程 2047.7.2 非平衡布居数 2057.7.3 NO2布居数的不确定性 2077.8 一氧化二氮（N2O） 2087.8.1 碰撞过程 2107.8.2 非平衡布居数 2107.8.3 N2O布居数的不确定性 2127.9 硝酸（HNO3） 2127.10羟基（OH） 2157.11分子氧O2大气红外谱带 2177.12 氯化氢（HCl）、氟化氢（HF） 2177.13 NO+ 2187.14 原子氧O(3P)的63μm带 2197.15 参考文献和拓展阅读 220第8章 非平衡大气遥感 2238.1 引言 2238.2 辐射测量分析 2258.2.1 临边观测 2258.2.2 光学薄条件下的临边辐亮度 2278.2.3 探测实验小结 2288.3 CO2辐射探测 2328.3.1 CO2 15μm辐射探测 2328.3.2 CO2 10μm辐射探测 2368.3.3 CO2 4.3μm辐射探空火箭探测 2388.3.4 CO2 4.3μm辐射的雨云 7号卫星（Nimbus 7）SAMS探测2418.3.5 CO2 4.3μm辐射的高层大气研究卫星（UARS）ISAMS探测 2458.4 O3辐射的探测 2498.5 H2O辐射的探测 2528.6 CO辐射的探测 2558.7 NO辐射的探测 2588.8其他红外辐射的探测 2618.9 转动非平衡 2628.10 辐射吸收探测 2648.10.1 ATMOS实验 2658.10.2 CO2υ2振动温度 2658.10.3 CO2丰度 2678.11高分辨率临边辐射光谱模拟 2698.12 高分辨率天底发射光谱模拟 2778.13 非平衡反演算法 2798.14 参考文献和拓展阅读 281第9章 冷却与加热率 2849.1 引言 2849.2 CO215μm冷却 2859.2.1 冷却率剖面 2889.2.2 全球分布 2929.3 O39.6μm冷却 2939.4 水蒸气6.3μm冷却 2969.5 NO5.3μm冷却 2979.6 O(3P)63μm冷却 2999.7 冷却率总结 3019.8 CO2太阳加热 3019.8.1 O(1D)转化为热能 3069.8.2 加热率的不确定性 3079.8.3 全球分布 3099.9 参考文献和拓展阅读 311第10章 行星大气中的非平衡 31310.1 引言 31310.2 类地行星：火星和金星 31410.3 火星和金星大气层的非平衡模型 31510.3.1 辐射过程 31610.3.2 碰撞过程 31610.4 火星 32110.4.1 参考大气 32110.4.2 CO2和CO的夜间布居数 32210.4.3 白天布居数 32510.4.4 CO2布居数的变化和不确定性 32910.4.5 冷却率 33110.4.6 冷却率的变化和不确定性 33210.4.7 加热率 33410.4.8 加热率的变化和不确定性 33710.4.9 辐射平衡温度 33810.5 金星 33910.5.1 参考大气 34210.5.2 夜间CO2布居数 34310.5.3 白天CO2布居数 34410.5.4 冷却率 34610.5.5 加热率 34710.5.6 辐射平衡温度 34810.5.7 变化性和不确定性 34910.6 外行星 35110.7 土卫六 35410.8 彗星 35710.9 参考文献和拓展阅读 359附录A 符号、缩写和*字母缩写词列表 362A.1 符号列表 362A.2 缩写和*字母缩写词列表 365A.3 化学种类表 367附录 B物理常量与有用的数值 369B.1 一般和通用常量 369B.2 行星的特征 370附录C 专业术语和单位 373附录D 普朗克函数 375附录E 转换因子和公式 377附录F CO2红外波段 379附录G O3红外波段 384图片来源 395参考文献 397