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大氣非平衡輻射學 版權信息
- ISBN：9787030756053
- 條形碼：9787030756053 ; 978-7-03-075605-3
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
大氣非平衡輻射學 內容簡介
本書從輻射基本理論出發，系統地介紹了非平衡輻射模型，非平衡輻射傳輸問題求解方法及其在行星大氣中的應用。第1章介紹了地球大氣基本熱力學結構，主要紅外輻射分子，以及非平衡輻射的基本概念等。第2章討論了中高層大氣條件下紅外輻射涉及的大氣分子能級及躍遷。第3章介紹了輻射傳輸的基礎知識。第4章和第5章分別是局地熱平衡和非平衡條件下的輻射問題求解方法。第6章求解了CO2的非平衡輻射問題。第7章求解了大氣研究中其他組分的非平衡輻射問題。第8章是非平衡輻射模型在大氣遙感中的應用。第9章為非平衡輻射模型在大氣加熱及冷卻中的應用。第10章簡要介紹了其他行星大氣中的非平衡輻射現象以及非平衡輻射模型的應用。
大氣非平衡輻射學 目錄
目錄第1章 緒論與概述 11.1 概述 11.2 地球大氣層的基本性質 21.2.1 熱結構 21.2.2 組分 61.2.3 能量平衡 91.3 什么是局地熱力學平衡？ 111.4 局地熱力學非平衡的情形 121.5 非平衡的重要性 141.6 一些歷史背景 151.7 非平衡模型 161.8 非平衡實驗研究 181.9 行星大氣中的非平衡問題 181.10 參考文獻和拓展閱讀 19第2章 分子光譜 212.1 引言 212.2 雙原子分子的能級 212.2.1 Born-Oppenheimer近似 222.2.2 雙原子分子的轉動 222.2.3 雙原子分子的振動 252.2.4 Born-Oppenheimer近似的失效 282.3 多原子分子的能級 292.3.1 一般情況 292.3.2 多原子分子的轉動 302.3.3 多原子分子的振動 322.4 躍遷和光譜帶 342.4.1 振動-轉動譜帶 342.4.2 熱譜帶 352.4.3 泛頻帶 362.4.4 同位素譜帶 372.4.5 組合譜帶 372.5 單個振動 -轉動譜線的性質 382.5.1 譜線強度 392.5.2 譜線寬度和線形 412.6 能級間的相互作用 442.6.1 Fermi共振 442.6.2 Coriolis相互作用 442.6.3 振動-振動躍遷 452.7 參考文獻和拓展閱讀 45第3章 大氣輻射傳輸基礎 473.1 引言 473.2 輻射的性質 473.3 輻射傳輸方程 493.4 輻射傳輸方程的通解 513.5 熱力學平衡和局地熱力學平衡 533.6 非平衡中的源函數 553.6.1 二能級方法 563.6.2 愛因斯坦關系 573.6.3 輻射過程 593.6.4 熱碰撞過程：統計平衡方程 633.6.5 非熱過程 653.6.6 多能級情況 693.7 非平衡態情況 713.7.1 非平衡的**案例 713.7.2 非**的非平衡情況 733.8 參考文獻和拓展閱讀 69第4章 平衡態輻射傳輸方程的求解 754.1 引言 754.2 輻射傳輸方程在高度上的積分 754.2.1 平行平面的輻射傳輸方程 754.2.2 太陽輻射 784.2.3 大氣球形特征 794.2.4 輻射平衡下的溫度分布 814.2.5 加熱率和冷卻率 864.2.6 “空間冷卻”近似 894.2.7 不透明近似 904.3 輻射傳輸方程的頻率積分 914.3.1 逐線積分法 924.3.2 光譜帶模式 944.3.3 *立線和單線模式 944.3.4 譜線重疊的帶模式 964.3.5 常規模式或 Elsasser模式 964.3.6 隨機帶模式 974.3.7 經驗模式 1014.3.8 “指數求和”法 1014.3.9 非均勻輻射路徑 1024.4 輻射傳輸方程在空間角上的積分 1024.5 參考文獻和拓展閱讀 104第5章 非平衡輻射傳輸方程的求解 1065.1 引言 1065.2 非平衡條件下輻射傳輸的簡單解 1065.2.1 弱輻射場 1065.2.2 強外部輻射源 1125.2.3 非熱碰撞和化學過程 1155.3 非平衡輻射傳輸方程的完整解 1175.4 非平衡輻射傳輸方程的積分 1175.4.1 頻率積分與空間角積分 1185.4.2 高度積分 1185.4.3 具體的非平衡算法 1195.5 非平衡態算法的比較 1225.6 非平衡冷卻率的參數化 1225.7 柯蒂斯矩陣法 1235.8 參考文獻和拓展閱讀 129第6章 地球大氣的非平衡模型I：CO2 1316.1 引言 1316.2 有用的近似 1336.2.1 誘導發射 1336.2.2 轉動平衡 1346.2.3 共振能級 1346.2.4 譜線重疊 1346.3 二氧化碳（CO2） 1356.3.1 采用參考大氣 1366.3.2 邊界層 1386.3.3 輻射過程 1386.3.4 碰撞過程 1416.3.5 多能級系統的解 1456.3.6 非平衡布居數 1476.4 參考文獻和拓展閱讀 161第7章 地球大氣的非平衡模型Ⅱ：其他紅外輻射分子 1637.1引言 1637.2一氧化碳（CO） 1637.2.1輻射過程 1647.2.2碰撞過程 1657.2.3非平衡布居數 1667.2.4 CO(1)布居數的不確定性 1687.3臭氧（O3） 1697.3.1非平衡模型 1707.3.2化合反應 1727.3.3碰撞弛豫 1757.3.4其他激發過程 1777.3.5系統求解 1777.3.6 非平衡布居數 1787.4 水蒸氣（H2O） 1817.4.1 輻射過程 1827.4.2 碰撞過程 1837.4.3 非平衡布居數 1867.4.4 H2O布居數的不確定性 1897.5 甲烷（CH4） 1917.5.1 輻射過程 1937.5.2 碰撞過程 1937.5.3 非平衡布居數 1947.5.4 CH4布居數的不確定性 1967.6 一氧化氮（NO） 1967.6.1 輻射過程 1967.6.2 轉動態和自旋態的碰撞弛豫 1977.6.3 振動-平動碰撞和化學生成 1977.6.4 非平衡布居數 1997.7 二氧化氮（NO2） 2027.7.1 激發和弛豫過程 2047.7.2 非平衡布居數 2057.7.3 NO2布居數的不確定性 2077.8 一氧化二氮（N2O） 2087.8.1 碰撞過程 2107.8.2 非平衡布居數 2107.8.3 N2O布居數的不確定性 2127.9 硝酸（HNO3） 2127.10羥基（OH） 2157.11分子氧O2大氣紅外譜帶 2177.12 氯化氫（HCl）、氟化氫（HF） 2177.13 NO+ 2187.14 原子氧O(3P)的63μm帶 2197.15 參考文獻和拓展閱讀 220第8章 非平衡大氣遙感 2238.1 引言 2238.2 輻射測量分析 2258.2.1 臨邊觀測 2258.2.2 光學薄條件下的臨邊輻亮度 2278.2.3 探測實驗小結 2288.3 CO2輻射探測 2328.3.1 CO2 15μm輻射探測 2328.3.2 CO2 10μm輻射探測 2368.3.3 CO2 4.3μm輻射探空火箭探測 2388.3.4 CO2 4.3μm輻射的雨云 7號衛星（Nimbus 7）SAMS探測2418.3.5 CO2 4.3μm輻射的高層大氣研究衛星（UARS）ISAMS探測 2458.4 O3輻射的探測 2498.5 H2O輻射的探測 2528.6 CO輻射的探測 2558.7 NO輻射的探測 2588.8其他紅外輻射的探測 2618.9 轉動非平衡 2628.10 輻射吸收探測 2648.10.1 ATMOS實驗 2658.10.2 CO2υ2振動溫度 2658.10.3 CO2豐度 2678.11高分辨率臨邊輻射光譜模擬 2698.12 高分辨率天底發射光譜模擬 2778.13 非平衡反演算法 2798.14 參考文獻和拓展閱讀 281第9章 冷卻與加熱率 2849.1 引言 2849.2 CO215μm冷卻 2859.2.1 冷卻率剖面 2889.2.2 全球分布 2929.3 O39.6μm冷卻 2939.4 水蒸氣6.3μm冷卻 2969.5 NO5.3μm冷卻 2979.6 O(3P)63μm冷卻 2999.7 冷卻率總結 3019.8 CO2太陽加熱 3019.8.1 O(1D)轉化為熱能 3069.8.2 加熱率的不確定性 3079.8.3 全球分布 3099.9 參考文獻和拓展閱讀 311第10章 行星大氣中的非平衡 31310.1 引言 31310.2 類地行星：火星和金星 31410.3 火星和金星大氣層的非平衡模型 31510.3.1 輻射過程 31610.3.2 碰撞過程 31610.4 火星 32110.4.1 參考大氣 32110.4.2 CO2和CO的夜間布居數 32210.4.3 白天布居數 32510.4.4 CO2布居數的變化和不確定性 32910.4.5 冷卻率 33110.4.6 冷卻率的變化和不確定性 33210.4.7 加熱率 33410.4.8 加熱率的變化和不確定性 33710.4.9 輻射平衡溫度 33810.5 金星 33910.5.1 參考大氣 34210.5.2 夜間CO2布居數 34310.5.3 白天CO2布居數 34410.5.4 冷卻率 34610.5.5 加熱率 34710.5.6 輻射平衡溫度 34810.5.7 變化性和不確定性 34910.6 外行星 35110.7 土衛六 35410.8 彗星 35710.9 參考文獻和拓展閱讀 359附錄A 符號、縮寫和*字母縮寫詞列表 362A.1 符號列表 362A.2 縮寫和*字母縮寫詞列表 365A.3 化學種類表 367附錄 B物理常量與有用的數值 369B.1 一般和通用常量 369B.2 行星的特征 370附錄C 專業術語和單位 373附錄D 普朗克函數 375附錄E 轉換因子和公式 377附錄F CO2紅外波段 379附錄G O3紅外波段 384圖片來源 395參考文獻 397
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