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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