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前言1

绪论1

第一篇　大气的组成与物理特性1

目录1

第一章　大气的气体成份4

§1.1　干洁大气4

§1.2　二氧化碳（CO2）6

§1.3　臭氧（O3）10

§1.4　水汽（H2O）19

§1.5　其它大气痕量气体20

§2.1　大气气溶胶30

第二章　大气中的粒子群30

§2.2　雾粒子42

§2.3　云粒子43

§2.4　降水粒子49

第三章　大气的运动、能量与构造54

§3.1　大气运动的基本特点55

§3.2　大气能量与转换61

§3.3　大气运动的构造69

第四章　大气的光学特性81

§4.1　大气的折射81

§4.2　大气的消光85

§4.3　大气的反射96

§4.4　大气光象101

第五章　大气的电学特性106

§5.1　晴天大气的电特性106

§5.2　云与降水的电结构119

§5.3　大气中的放电现象126

§5.4　全球大气电平衡133

参考文献136

第二篇　大气湍流138

§6.1　流体运动的稳定性140

第六章　湍流的发生与描述140

§6.2　Ландау模式与实验事实144

§6.3　Lorenz系统的非周期运动154

§6.4　湍流与混沌167

§6.5　湍流的统计描述176

第七章　湍流动力学184

§7.1　Reynolds方程与半经验理论184

§7.2　湍流能量方程189

§7.3　均匀各向同性湍流191

§7.4　局地均匀各向同性湍流199

§7.5　湍流谱理论206

§7.6　湍流介质的温度统计结构211

§7.7　湍流泛函方程216

第八章　大气湍流结构222

§8.1　大气温度层结对湍流的影响——Richardson数222

§8.2　大气边界层226

§8.3　大气边界层的数值模拟239

§8.4　自由大气中的湍流252

§8.5　云中的湍流263

第九章　大气湍流扩散269

§9.1　粒子在大气湍流中的运动269

§9.2　湍流扩散统计理论272

§9.3　湍流扩散的Euler方法与半经验理论279

§9.4　边界层大气湍流扩散285

第十章　波在湍流大气中的传播288

§10.1　大气折射率起伏288

§10.2　波传播方程292

§10.3　电磁波散射300

§10.4　声波散射314

§10.5　弱湍流大气中的电磁波视线传播319

§10.6　强湍流大气中的电磁波视线传播334

参考文献345

第三篇　云和降水物理347

§11.1　水汽中液水的核化349

第十一章　云滴的形成与凝结增长349

§11.2　外来核在新相形成中的作用355

§11.3　云核364

§11.4　云滴的扩散增长370

§11.5　积云中云滴群的凝结增长382

§11.6　过饱和度随机起伏对云滴凝结增长的影响389

第十二章　冰粒子的形成与增长394

§12.1　冰相粒子的核化过程395

§12.2　大气冰核405

§12.3　冰晶增长414

第十三章　粒子的碰并过程427

§13.1　空气介质对云滴运动的阻力428

§13.2　空气中粒子降落末速度438

§13.3　粒子间相互作用448

第十四章　降水形成的微物理学476

§14.1　水滴的碰并增长477

§14.2　三相过程500

§14.3　层状云中降水粒子的形成505

§14.4　积状云中降水粒子的形成510

§14.5　冰雹形成的微物理过程518

第十五章　雷雨云物理535

§15.1　水滴起电机制535

§15.2　冰晶过程的起电机制553

§15.3　雷雨云电结构形成理论556

§15.4　闪电形成的机制568

§15.5　闪电的物理化学效应593

第十六章　积云和强风暴动力学602

§16.1　对流运动的动力学和热力学方程组602

§16.2　影响积云发展的一些主要因子和过程613

§16.3　积云数值模式628

§16.4　强风暴的简单模型651

参考文献657

第四篇　大气辐射659

§17.1　太阳光谱及其变化661

第十七章　太阳辐射661

§17.2　太阳常数及其变化667

§17.3　大气上界的日射分布和变化672

第十八章　大气的吸收和发射678

§18.1　基本概念678

§18.2　谱线的强度、半宽度和线型690

§18.3　大气分子的吸收带697

§18.4　光谱吸收的计算709

§18.5　晴空大气的冷却率和加热率724

第十九章　大气散射740

§19.1　Stokes参量740

§19.2　球形粒子的Mie散射理论750

§19.3　非球形粒子的散射理论771

§19.4　粒子群的散射792

§19.5　大气气溶胶和云的体元散射和吸收797

第二十章　大气辐射传输理论821

§20.1　辐射传输方程821

§20.2　相函数的多项式展开与方程简化830

§20.3　二流（Two-Stream）近似和通量计算方法834

§20.4　离散坐标法838

§20.5　迭代法848

§20.6　不变性原理850

§20.7　累加法861

§20.8　Monte-Carlo方法865

第二十一章　大气光象理论868

§21.1　大气散射光的强度和偏振868

§21.2　曙暮光的成因886

§21.3　华、虹、晕的成因893

§21.4　能见度901

第二十二章　大气辐射和光化学911

§22.1　光致电离与离子光化学912

§22.2　光致离解与平流层-中层大气光化学922

§22.3　光致离解与对流层光化学941

第二十三章　大气辐射与气候952

§23.1　热量平衡方程953

§23.2　辐射平衡与气候模式956

§23.3　辐射-对流平衡模式与温度廓线966

§23.4　大气成分变化对气候变化的影响970

§23.5　云-辐射相互作用与气候983

参考文献989

第五篇　大气信号与遥感物理994

第二十四章　大气声波信号与遥感995

§24.1　声波在大气中的传播995

§24.2　声雷达探测1007

§24.3　大气次声信号的探测1021

参考文献1032

第二十五章　大气热辐射信号与遥感1034

§25.1　大气热辐射信号特性1034

§25.2　大气热辐射遥感方程1049

§25.3　大气热辐射遥感方程的基本特性1054

§25.4　反演方法1060

§25.5　探测结果1068

参考文献1077

第二十六章　大气光学信号与遥感1079

§26.1　太阳紫外辐射与臭氧探测1079

§26.2　大气气溶胶光学特性遥感1098

§26.3　光闪烁效应与大气动力结构遥感1106

参考文献1116

第二十七章　微波气象雷达探测1118

§27.1　天气多普勒雷达的相干接收与回波功率1119

§27.2　天气多普勒雷达探测原理与回波信号的统计特征1130

§27.3　天气多普勒雷达探测气象要素的方法1138

§27.4　VHF-UHF多普勒雷达探测1168

§27.5　FM-CW雷达探测1182

§27.6　偏振波雷达探测1187

参考文献1198

第二十八章　激光雷达大气遥感1200

§28.1　光雷达方程1201

§28.2　低层大气光学特性的激光雷达探测1202

§28.3　大气气溶胶和烟尘的激光雷达探测1211

§28.4　大气运动的激光雷达探测1223

§28.5　大气气体成份的激光雷达探测1232

§28.6　大气温度和压力的激光雷达探测1242

参考文献1248

第二十九章　大气天电信号与遥感1250

§29.1　大气静电场变化与云中电荷分布1250

§29.2　天电信号1254

§29.3　雷电定位1263

§29.4　云中闪电分布探测1271

参考文献1276