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第一章 大气的组成与结构1

第一节 低层大气的组成及其特性1

前言1

第二节 大气中的水汽8

第三节 大气中的臭氧12

第四节 高层大气的组成16

第五节 大气层的结构17

第二章 相变热力学24

第一节 水的三态特性24

第二节 水的相变与相平衡27

一、克拉珀龙-克劳修斯方程30

第三节 饱和水汽压与温度的关系30

二、水面上的饱和水汽压32

三、冰面上的饱和水汽压33

四、讨论34

第四节 表面曲率、电荷、溶质对饱和水汽压的影响37

一、表面曲率对饱和水汽压的影响37

二、电荷的影响41

三、溶液上的饱和水汽压42

四、总结44

第一节 蒸发过程及其特性45

第三章 蒸发、凝结与升华过程45

一、与介质无相对运动的水滴的蒸发49

第二节 水滴表面的蒸发49

二、与介质有相对运动的水滴的蒸发53

第三节 水汽的凝结过程54

第四节 大气中的凝结核63

一、凝结核的观测方法64

二、凝结核的数密度和大小分布66

三、凝结核与某些气象要素的关系72

四、巨核的数密度及其谱分布73

一、过冷水的冻结与冻结核78

第五节 云中冰相的生成78

二、大气中的冰核83

三、关于“冻结核”与“凝华核”的讨论86

第六节 冰晶结构、形状及其增长87

一、冰晶的结构87

二、冰晶的分类与形状89

三、雪晶形成的环境条件91

第四章 雾95

第一节 雾的微物理特征量及其观测方法95

二、雾滴的大小及其分布96

一、物态96

三、含水量97

四、透明度98

第二节 雾形成与消散的物理过程99

一、蒸发100

二、混合101

三、冷却102

第三节 雾的分类104

第四节 雾的形成条件及其预告106

一、辐射雾106

二、平流雾110

三、蒸汽雾111

四、雨区雾或锋面雾112

第五节 雾的地理分布、日变与年变112

第五章 云115

第一节 云形成的宏观过程和云的分类115

第二节 积云(对流云)的形成119

一、积云的发展过程119

二、自由对流的发展121

三、关于积云形成与发展的近代概念125

四、积云中的卷入作用128

五、对流云的下界与厚度132

第三节 积云的微结构135

第四节 波状云和层状云的形成147

一、波状云与层状云的形成148

二、锋面云系的形成152

三、垂直运动、湍流混合对波状云与层状云形成和发展的作用155

四、波状云和层状云的下界与厚度160

第五节 波状云与层状云的微结构162

第六节 云量的观测结果167

第一节 降水的一般知识172

一、降水的分类172

第六章 降水172

二、降水的宏观性质173

三、降水质点的大小及其分布177

四、降水质点的下降速度178

第二节 云滴增长过程180

一、凝结增长过程181

二、重力碰併增长过程185

三、其他碰併过程189

四、凝华增长过程190

第三节 水滴碰併增长的实验研究192

第四节 各类云的降水195

一、层状云的降水197

二、积状云的降水199

第五节 冰雹206

一、冰雹的分类与结构207

二、冰雹增长理论209

三、冰雹形成机制211

四、我国雹日的地理分布213

第六节 降水的地理分布215

第七章 人工影响云雾与降水218

第一节 对冷云的人工催化219

一、催化剂220

二、试验结果225

第二节 对暖云的人工催化229

第三节 防雹230

一、防雹原理和方法231

二、雹云的识别233

第四节 人工造雾和人工消雾(低云)239

一、人造烟雾239

二、人工消雾(低云)240

第五节 人工降水的效果评定241

一、物理学方法242

二、天气学方法243

三、统计分析方法244

四、数值模拟法252

第八章 辐射场的特性254

第一节 电磁波和电磁波谱254

一、电磁波谱254

二、电磁波的偏振256

第二节 表征辐射场特性的物理量257

一、辐射度量定义257

二、光度量定义259

三、其他辐射度量定义260

一、基尔霍夫定律262

第三节 热辐射定律262

二、普朗克定律263

三、斯蒂芬-玻尔兹曼定律264

四、维恩位移定律264

第九章 大气的散射作用266

第一节 分子散射(Rayleigh散射)266

一、散射辐射通量密度随散射角度的分布266

二、几个定义268

第二节 气溶胶粒子的散射(Mie散射)270

一、米氏散射公式271

二、散射截面与散射函数274

三、容积散射系数275

第三节 大粒子散射(衍射理论)276

一、方和裴圆孔衍射277

二、衍射公式与米氏公式的差异278

第四节 巨大粒子的散射(几何光学理论)279

一、虹279

二、晕282

第五节 拉曼散射284

一、直接辐射的传输285

第六节 辐射在散射介质中的传输285

二、散射辐射的传输288

三、传输方程291

第十章 大气的吸收和发射293

第一节 大气对辐射能的选择吸收特性293

第二节 气体的吸收295

一、实验装置295

二、CO2气体吸收谱296

四、经验公式300

第三节 吸收的理论计算301

一、吸收线的形状301

二、吸收谱带模式306

第四节 辐射能在吸收介质中的传输313

一、传输方程313

二、传输方程的解314

第十一章 大气遥感318

第一节 大气激光监测318

一、莱达及其应用318

二、全息照相及其应用331

第二节 卫星红外探测332

一、原理332

二、遥测大气温度垂直分布336

三、遥测大气湿度垂直分布343

第三节 大气微波辐射遥测346

一、地表和大气对微波的吸收347

二、黑体辐射强度349

三、辐射传输方程及权函数350

四、微波探测352

第四节 声学探测355

一、声波在大气中的传播速度355

二、声波在大气中传播时的衰减356

三、声学探测360

参考文献365

三、水汽吸收谱399