大气辐射学

课程编码：180083070602P2003H 英文名称：Atmospheric Radiation 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：王普才等

本课程是为地学相关专业的研究生提供的基础课。课程的目的是使学生了解：1）地球大气中电磁辐射的产生和传输的物理过程及其理论；2）大气辐射活性成分，其辐射特性及其数学描述方法；3）电磁辐射与地气系统相互作用所涉及的主要物理和数学问题，解辐射传输方程的基本原理和计算方法。4）大气辐射理论的初步应用，地球大气系统的辐射收支及其在气候变化中的作用。学生通过该课程的学习，为进一步从事大气辐射理论研究、气候变化理论研究、气候变化数值模拟研究和地学相关领域的遥感观测研究打下基础。

高等数学、电磁学

第一章 地球大气组成及其变化 6学时 王普才
第1节 地球大气组成及其变化
第2节 大气温度和压强垂直分布的基本结构
第3节 大气主要成分（包括气溶胶）的浓度及其变化
第4节 人类活动对现代大气成分浓度变化的影响
第二章 大气辐射过程与辐射性质 12学时 王普才
第1节 大气辐射基本概念
第2节 普朗克定律及其推论
第3节 Stefan-Boltzmann（斯蒂芬-玻尔兹曼）定律
第4节 Kirchhoff（基尔霍夫）定律
第5节 气体分子能级跃迁的基本类型以及所形成的吸收带的基本特征
第6节 分子吸收谱线线型的一般特征、与温度和气压的关系及其描述方法
第7节 地球大气气体分子的主要吸收带及其分布
第8节 分子光谱资料汇编的主要参数和应用
第9节 大气颗粒物散射性质的Mie理论及Mie散射基本特征
第10节 Mie理论在描述大气气溶胶和云辐射特性中的应用
第11节 大气分子散射的Rayleigh模型及其基本特征
第三章 单色辐射传输问题的解 12学时 王普才
第1节 各类辐射量和辐射特性的定义
第2节 辐射传输方程的一般形式
第3节 平面平行大气辐射传输方程求解
第4节 离散坐标法
第5节 倍加-累加法
第6节 二流方法
第7节 Monte Carlo方法
第8节 辐射传输模型MODTRAN/LOWTRAN
第9节 辐射传输方程的一般性分解理论与通用辐射算法
第四章 辐射传输中的光谱积分 12学时 王标
第1节 逐线积分方法
第2节 与带模式的基本方法
第3节 随机带模式的假定和带模式参数的确定方法
第4节 非均匀路径的处理方法
第5节 K-分布方法及其参数的确定方法
第6节 换算近似和相关K分布假定
第7节 其他宽带方法
第8节 一个短波辐射传输模式实例
第五章 地气系统辐射平衡扰动的简单模式表达 9学时 王标
第1节 零维和一维能量平衡模式
第2节 模式的结构，各个分量的参数化方法
第3节 模式对气候强迫可能出现的非线性响应
第4节 箱室模式
第5节 辐射对流模式的基本结构
第6节 模式中包含的主要气候反馈机制
第六章 气候变化的辐射强迫 9学时 张华
第1节 辐射强迫的基本概念
第2节 主要的自然和人为辐射强迫因子及其辐射强迫
第3节 气溶胶直接辐射强迫和间接辐射效应的概念
第4节 辐射因子气候效应的其他评估指标
第5节 全球增温潜能
第6节 气候模式介绍
第7节 云的辐射强迫概念和计算方法

王普才，研究员，男，1963年3月生，江西余干人。中国科学院大气物理所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师，中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室副主任。1982年获江西师范大学理科学士学位（物理专业），1985年获中国科学院大气物理所理科硕士学位（大气物理专业）并留所工作，1995年获法国里尔科技大学博士学位（大气光学专业）。1997-1999年在加拿大遥感研究中心从事博士后研究工作。担任国防科技大学特聘专家、中国气象学会大气物理委员会、大气成分委员会、航空气象委员会委员，全国空间科学及其应用标准化技术委员会委员等。主持完成了科技部973课题、国家基金委重大国际合作、北京市奥运专项、中国科学院先导专项课题、国防预研、中欧合作、中美合作等20余项重要科研项目。发表科学论文130余篇。