具体描述
Meeting the need for teaching material suitable for students of atmospheric science and courses on atmospheric radiation, this textbook covers the fundamentals of emission, absorption, and scattering of electromagnetic radiation from ultraviolet to infrared and beyond. Much of the contents applies to planetary atmosphere, with graded discussions providing a thorough treatment of subjects, including single scattering by particles at different levels of complexity. The discussion of the simple multiple scattering theory introduces concepts in more advanced theories, such that the more complicated two-stream theory allows readers to progress beyond the pile-of-plates theory. The authors are physicists teaching at the largest meteorology department in the US at Penn State. The problems given in the text come from students, colleagues, and correspondents, and the figures designed especially for this book facilitate comprehension. Ideal for advanced undergraduate and graduate students of atmospheric science. Free solutions manual available for lecturers at www.wiley-vch.de/supplements/
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这本书的出版，对于我这个刚刚踏入大气科学研究领域的研究生来说，简直如同在茫茫大海中找到了一座灯塔。我之前阅读过一些零散的关于大气辐射的资料，但总是感觉碎片化，缺乏系统性的框架。市面上也有其他几本相关的教材，但要不就是过于理论化，公式推导让人望而生畏，要不就是过于浅显，无法深入理解背后的物理机制。当我在导师的推荐下翻开《Fundamentals of Atmospheric Radiation》时， immediate impression 便是它的结构清晰、逻辑严谨。作者并没有一开始就抛出一大堆复杂的方程，而是循序渐进地从最基本的光与物质相互作用的概念讲起，比如吸收、散射、透射等。每一个概念的引入都伴随着清晰的图示和形象的比喻，即使是我这样没有深厚物理学背景的读者，也能快速理解。 书中对辐射传输方程的推导过程，是我之前最为头疼的部分。很多教材往往直接给出最终形式，然后让我们去运用，但《Fundamentals of Atmospheric Radiation》却非常耐心地从辐射的定义、传输的各个过程入手，逐步构建方程。它详细解释了为什么我们需要考虑辐射传输方程，它又包含了哪些关键的物理量，以及这些量是如何随时间和空间变化的。最让我印象深刻的是，作者在解释散射过程时，引入了米氏散射和瑞利散射的理论，并且详细阐述了它们的适用条件和不同表现。这对于我理解云、气溶胶等对辐射的影响至关重要，也为我日后进行数值模拟奠定了坚实的基础。
评分我一直对地球大气能量平衡的细节非常感兴趣，但很多文献的表述都比较笼统，无法让我深入了解具体的能量交换过程。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》在这方面做得尤为出色。它详细解析了太阳辐射的接收、大气层内的吸收、地表的反射和发射，以及不同成分（如温室气体、云、气溶胶）如何影响这些过程。书中关于黑体辐射、普朗克定律的讲解，配合着实例分析，让我对不同温度物体辐射特性的差异有了直观的认识。 特别值得一提的是，书中对大气辐射的测量方法也有专门的章节进行介绍。从地面站点观测到卫星遥感，作者都进行了细致的梳理，并解释了不同测量仪器的工作原理和它们在实际应用中可能遇到的挑战。这对于我理解实际观测数据，并将其与理论模型相结合，有着非常大的帮助。我之前在处理卫星辐射数据时，常常对数据的准确性和适用性感到困惑，这本书的出现，无疑为我扫清了许多障碍，让我能够更有信心地去应用这些宝贵的数据。
评分当我开始接触大气辐射领域时，对各种复杂的单位和概念感到有些吃力。例如，辐射强度、辐射亮度、辐射通量密度等，常常让我混淆不清。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》这本书，以一种非常清晰和有条理的方式，解决了我的困扰。书中在介绍每一个物理量时，都会给出明确的定义、单位以及它们之间的相互关系，并辅以大量的实例说明。 我特别喜欢书中关于辐射定标的章节。它解释了如何将仪器测量到的信号转换为具有物理意义的辐射量，并讨论了定标过程中可能遇到的误差来源。这对于我今后处理和分析实际的辐射测量数据，非常有帮助。我还从书中学习到了如何进行辐射平衡的计算，以及如何利用辐射收支来评估大气系统的能量状况。这些知识对我进行气候研究和模式验证，都提供了坚实的基础。
评分在学习过程中，我经常会被一些具体的辐射效应所吸引，例如云如何影响地表温度，或者不同波段的辐射在穿过大气时是如何被吸收的。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》这本书，恰好满足了我对这些细节的探究欲。书中对于云的辐射特性有着非常详尽的阐述，包括云的物理结构、含水量、粒子谱分布等如何影响其对太阳辐射的反射和对红外辐射的吸收/发射。 我尤其喜欢书中关于云反馈机制的讨论。它解释了云层是如何对气候变化做出响应，以及这种响应是会放大还是减弱全球变暖。书中通过不同的云类型（如高层卷云、低层层积云）的辐射效应对比，让我对云在气候系统中的复杂作用有了更深刻的理解。此外，书中对不同大气成分（如水蒸气、二氧化碳、臭氧）在不同波段的吸收光谱进行了详细的介绍，这让我能够更准确地理解它们对地球辐射平衡的影响。
评分我一直对辐射传输模型非常感兴趣，但对于它们背后的数学原理和物理假设却知之甚少。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》这本书，为我打开了这扇大门。书中系统地介绍了不同类型的辐射传输模型，包括单次散射模型、多重散射模型以及求解辐射传输方程的数值方法。 我特别欣赏书中对蒙特卡罗方法在辐射传输模拟中的应用讲解。这种方法通过随机抽样来模拟光子的传输过程，能够处理非常复杂的散射和吸收情况。书中提供了该方法的具体算法和伪代码，让我能够对其原理有更深入的理解，甚至有机会去尝试实现。此外，书中还讨论了辐射传输模型中的一些常见问题，如离散化误差、模型验证等，这对于我今后使用和开发辐射传输模型，提供了非常宝贵的经验。
评分作为一名对气候变化领域抱有浓厚兴趣的研究生，我对大气辐射在气候系统中所扮演的角色有着强烈的求知欲。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》恰好满足了我这方面的需求。书中不仅仅是介绍基础的辐射物理，更是将这些基础知识与气候变化的研究紧密地联系起来。它详细阐述了温室效应的物理机制，解释了为什么某些气体能够吸收和发射红外辐射，以及它们在大气中的含量变化是如何导致全球温度升高的。 让我感到特别受益的是，书中对辐射强迫的概念进行了深入的探讨。它区分了不同类型的辐射强迫，如来自温室气体、气溶胶、火山爆发以及太阳活动的变化等，并提供了量化这些强迫的方法。这对于我理解和评估不同因素对气候变化的影响至关重要。我之前阅读的一些气候模型报告，常常会提到“辐射强迫”，但却不清楚其具体含义和计算方式，《Fundamentals of Atmospheric Radiation》的出现，让我豁然开朗，能够更深刻地理解模型中的各项参数和输出结果。
评分我对全球尺度的能量传输以及它如何影响气候系统运作非常感兴趣。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》这本书，为我提供了全新的视角来理解这一复杂过程。书中详细阐述了太阳辐射在地表的接收，以及大气层如何通过吸收、散射和反射来调节到达地表的太阳辐射总量。 我特别欣赏书中对地球能量收支的详细分析。它不仅考虑了太阳辐射的输入，还深入探讨了地球向外长波辐射的输出，以及大气层中温室气体和云层在其中的关键作用。书中通过各种图表和数据，清晰地展示了不同区域、不同季节的能量收支特征，让我对全球气候系统的能量流动有了更全面的认识。此外，书中还探讨了辐射与水循环、大气环流等其他气候要素之间的耦合关系，这为我理解气候系统的整体性提供了宝贵的启示。
评分当我第一次接触到大气辐射这个概念时，脑海中浮现的是复杂的公式和抽象的物理过程，让我一度感到无从下手。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》这本书，在这一点上做得非常出色，它成功地将抽象的理论与实际观测联系起来，让我对这个领域有了更直观的认识。书中不仅讲解了辐射的各种基本定律，例如基尔霍夫定律、斯特藩-玻尔兹曼定律等，还通过大量的图示和图表，将这些定律的应用场景生动地展现出来。 我特别欣赏书中关于辐射收支的分析。它从行星尺度到局部尺度，详细解析了地球大气的能量输入和输出过程，以及能量在不同圈层之间的传递。例如，书中对地表、大气层以及空间不同层次的辐射能量平衡进行了详细的计算和讨论，让我能够更清楚地理解地球气候系统的运行机制。我还从书中学习到了如何利用观测数据来计算辐射收支，这对于我今后进行气候诊断和趋势分析，具有非常重要的实践意义。
评分一直以来，我对于大气中辐射的吸收和散射过程的物理机制感到好奇，尤其是在涉及复杂粒子（如云滴、冰晶、气溶胶）时，其行为往往难以预测。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》在这方面提供了非常详尽和深入的讲解。书中详细介绍了米氏散射理论，并解释了不同粒子大小、形状和折射率如何影响散射和吸收的效率。 让我印象深刻的是，书中通过大量的图示和数值计算示例，直观地展示了不同粒子对辐射的响应。例如，书中展示了大小不同的云滴在可见光和红外波段的散射和吸收谱，以及它们如何影响地表接收到的太阳辐射和大气向外发射的红外辐射。这让我对云层在辐射平衡中的作用有了更深刻的理解。此外，书中还介绍了气溶胶的吸湿增长效应如何改变其光学性质，以及这种变化对辐射传输的影响。
评分我对气溶胶在辐射过程中的作用一直感到非常好奇，因为它们是大气中非常复杂且变化多端的成分。《Fundamentals of Atmospheric Radiation》用相当大的篇幅来讨论气溶胶的辐射效应，这让我感到非常欣喜。书中详细介绍了气溶胶的分类、生成机制，以及它们如何通过吸收和散射太阳辐射来影响大气温度和辐射平衡。 作者并没有停留在理论层面，而是引用了大量的观测数据和研究案例，来展示气溶胶在不同地区、不同气候背景下的辐射效应。例如，书中对工业区、沙漠地区和海洋上空的气溶胶进行了对比分析，清晰地揭示了它们在辐射传输中的差异性。我还学到了关于气溶胶光学厚度、单次散射反照率、不对称因子等关键参数的定义和测量方法，这对于我理解气溶胶对地表辐射的影响，以及它们在气候模型中的参数化处理，都提供了宝贵的指导。
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