具体描述
本書主要探討輻射在地球大氣系統中與大氣介質的交互作用，以及電磁的輻射傳送原理。除了輻射基本概念外，也應用基本輻射原理推導大氣中輻射的傳送方程，和在不同條件下輻射傳送方程的求解。書中除了探討輻射的基本概念，也介紹輻射吸收和散射的數學模式。亦納入漫射輻射及其在輻射傳送方程中的求解，包含薄層大氣近似、單次散射假設下的近似、雙流近似解，以及在散射守恆下的近似解和艾丁頓近似解。此外，以離散縱標法求取輻射傳送方程式之解亦為討論的內涵。最後則以不變性原理探討大氣的反射函數和透射函數。
好的，这是一份关于《大气辐射传输原理》（电子书）的图书简介，内容详尽，但避开了该书的具体内容，旨在突出其他相关领域的主题。 --- 遥感与环境遥感前沿进展 深度剖析：从基础理论到前沿应用 本书简介： 《遥感与环境遥感前沿进展》是一本系统梳理和深入探讨现代遥感科学及其在环境监测、资源评估和地球科学研究中应用的专业著作。本书旨在为从事遥感技术开发、环境科学研究、地理信息系统（GIS）应用以及相关领域的高级学生、研究人员和专业技术人员提供一个全面而深入的知识框架。 第一部分：遥感基础理论的深化理解 本书首先从现代遥感技术的基础物理原理出发，对电磁波与物质相互作用的机制进行了详尽的阐述。这包括对辐射度量学、大气和地表光谱特征的深入分析。 1. 辐射传输基础与度量学： 详细介绍了辐射的各种基本量及其在遥感中的意义，如辐射亮度、辐亮度、比辐射率等。重点分析了不同波段电磁波的传播特性，特别是可见光、红外和微波波段在大气中的衰减、散射与吸收过程，为理解遥感数据的物理本质奠定坚实基础。 2. 传感器原理与平台技术： 本部分聚焦于现代遥感平台和传感器的设计与工作机制。覆盖了被动遥感（如光学、红外、热红外传感器）和主动遥感（如雷达、激光雷达）的核心技术。深入探讨了多光谱、高光谱成像仪的成像原理、空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率对数据质量的影响。同时，对高空间分辨率商业卫星与大型对地观测卫星的系统架构进行了比较分析。 第二部分：环境遥感的关键技术与挑战 本部分是全书的核心，着重探讨了将遥感数据应用于复杂环境问题解决的具体方法和前沿技术。 3. 环境参数的反演模型： 环境遥感的核心在于从观测到的遥感信号中提取地表或大气中的物理、化学参数。本书系统回顾了经典的反演方法（如经验模型、半经验模型）及其局限性，并重点介绍了基于物理模型和机器学习的先进反演技术。具体案例包括：地表温度（LST）的精确反演、植被指数的物理意义与局限、水体叶绿素浓度的遥感估算，以及土壤水分的微波遥感监测。 4. 气溶胶与大气校正： 准确获取地表信息的前提是对大气效应进行精确校正。本书深入讨论了气溶胶光学厚度（AOD）的多种反演方法，包括基于深蓝算法（Deep Blue）、五点法（Dark Target）等经典方法，并探讨了新一代气溶胶模型在复杂气候条件下的适用性。对大气校正算法的误差分析和不确定性评估也进行了详尽讨论。 5. 高光谱遥感的复杂性处理： 随着高光谱成像技术的成熟，处理海量高光谱数据的需求日益增加。本书详细阐述了高光谱数据的预处理流程，包括辐射定标、几何校正、噪声去除。重点剖析了面向特定环境要素识别的高光谱解混模型（Spectral Unmixing）和分类算法，如端元提取技术和面向目标识别的特征空间分析。 第三部分：时空分析与数据融合的前沿应用 现代环境监测强调连续性和多源信息的集成。《遥感与环境遥感前沿进展》探讨了如何利用时间序列分析和多源数据融合提升环境监测的时效性和准确性。 6. 时间序列遥感分析： 讨论了利用长时间序列遥感数据（如MODIS, Landsat等）进行地表覆盖变化检测、植被动态监测（如NDVI/EVI的时间变化趋势分析）的技术方法。引入了诸如BFAST、LandTrendr等前沿算法，用于识别地表覆盖变化的拐点和速率。 7. 多源数据融合策略： 针对单一传感器无法同时满足空间、光谱和时间分辨率需求的矛盾，本书详细介绍了数据融合的理论与实践。涵盖了经典的图像锐化技术（如Pan-sharpening），以及更高级的方法，如数据驱动的融合框架和基于贝叶斯理论的概率融合模型，旨在实现信息互补和精度提升。 8. 遥感在环境变化中的应用案例： 结合实际案例，展示了遥感技术在气候变化影响评估、水资源管理、城市热岛效应监测、以及生态系统健康评估等领域的最新成果。强调了从数据到信息，再到决策支持的完整流程。 本书特色： 理论与实践并重： 提供了大量经典案例和最新的研究成果，使读者能够将理论知识应用于实际问题。 跨学科视野： 融合了光学、微波物理、信息科学、计算机科学等多个学科的知识体系。 前沿方法聚焦： 重点介绍了人工智能、深度学习在遥感数据处理和环境参数反演中的应用潜力与挑战。 《遥感与环境遥感前沿进展》不仅是深入学习遥感科学的必备参考书，更是推动环境遥感技术创新与应用实践的重要指南。
著者信息
作者簡介
劉振榮
1952年出生於台灣嘉義市。國立台灣大學大氣科學系畢業（1975年），1980年考取教育部公費留學，赴美至美國威斯康辛大學麥迪遜校區，取得大氣及海洋科學系衛星遙測碩士（1983年）與博士學位（1986年），回國至國立中央大學太空及遙測研究中心任教，歷經太空及遙測研究中心主任、研發長、副校長和代理校長。現任國立中央大學太空遙測講座教授兼通訊系統研究中心主任。主要研究領域為大氣輻射、大氣遙測、永續環境與防災科技，發表論文二百餘篇。
劉振榮
1952年出生於台灣嘉義市。國立台灣大學大氣科學系畢業（1975年），1980年考取教育部公費留學，赴美至美國威斯康辛大學麥迪遜校區，取得大氣及海洋科學系衛星遙測碩士（1983年）與博士學位（1986年），回國至國立中央大學太空及遙測研究中心任教，歷經太空及遙測研究中心主任、研發長、副校長和代理校長。現任國立中央大學太空遙測講座教授兼通訊系統研究中心主任。主要研究領域為大氣輻射、大氣遙測、永續環境與防災科技，發表論文二百餘篇。
图书目录
序
第一章前言
1.1基本概念
1.2黑體輻射
1.2.1卜郎克函數（Planckfunction）
1.2.2史特凡波茲曼定律（Stefan-Boltzmannlaw）
1.2.3汾因位移定律（Wien'sdisplacementlaw）
1.2.4克希何夫定律（Kirchhoff’slaw）
1.3散射與吸收
1.4輻射傳送
1.4.1比爾–鮑桂–藍伯定律（Beer-Bouguer-Lambertlaw）
1.4.2席氏方程（Schwarzschildequation）
1.5溫室效應（Greenhouseeffect）
1.6全球暖化（Globalwarming）
第二章觀念介紹
2.1基本觀念
2.2輻射基本參數定義
2.3輻射吸收
2.4輻射散射
第三章輻射傳送方程
3.1輻射傳送方程
3.2平行平面大氣中的輻射傳送方程
3.3輻射傳送方程的特定應用形式
3.4輻射傳送方程的勒壤得多項式展開
3.5輻射傳送方程的漫射（diffuse）分量
3.6輻射強度和通量的形式解
第四章反射和透射係數，地表效應和反照率
4.1錢卓塞卡漫射輻射
4.2廖氏漫射輻射
4.3考量地表效應之漫射輻射
第五章輻射傳送方程的近似解
5.1薄層大氣近似
5.2單次散射解
5.3雙流近似解（Two-StreamSolutions）
5.3.1Schuster-Schwartzschild近似法
5.3.2Sagan-Pollack近似法
5.3.3Coakley-Chýlek近似法
5.4雙流方程的解
5.4.1散射守恆（conservativescattering，ω=1）的解
5.4.2漫射分量的解
第六章輻射傳送方程的艾丁頓（Eddington）近似解
6.1半無限大氣之雙流解及艾丁頓解
6.2δ-艾丁頓法
6.3雙流解、艾丁頓解與δ-艾丁頓解的結果之比較
第七章非均勻大氣的輻射傳送的近似解
7.1散射守恆且均向散射時的輻射傳送方程
7.2基本方程
7.3通量方程
7.4源函數
7.5減光定律（TheLawofDarkening）
7.6H函數
7.7非散射守恆，但為均向散射情形下的漫射輻射
7.8相似關係（SimilarityRelations）
第八章不變性原理（ThePrincipleofInvariance）
8.1半無限均勻大氣之不變性原理
8.2H函數與反射函數
8.3H函數的一階解
第九章輻射傳送原理中的其他相關問題
9.1光學參數的計算
9.2有限均勻大氣（FiniteHomogeneousAtmosphere）
9.3非均向散射
9.4地表反照率的影響
9.5其他的計算技術
9.5.1累加法與倍加法
9.5.2球面調和法（Thesphericalharmonicsmethod）
9.5.3蒙地卡羅法（MonteCarlomethod）
9.6非均勻大氣
9.7其他問題
附錄：勒壤得多項式加法定理
索引
參考文獻
第一章前言
1.1基本概念
1.2黑體輻射
1.2.1卜郎克函數（Planckfunction）
1.2.2史特凡波茲曼定律（Stefan-Boltzmannlaw）
1.2.3汾因位移定律（Wien'sdisplacementlaw）
1.2.4克希何夫定律（Kirchhoff’slaw）
1.3散射與吸收
1.4輻射傳送
1.4.1比爾–鮑桂–藍伯定律（Beer-Bouguer-Lambertlaw）
1.4.2席氏方程（Schwarzschildequation）
1.5溫室效應（Greenhouseeffect）
1.6全球暖化（Globalwarming）
第二章觀念介紹
2.1基本觀念
2.2輻射基本參數定義
2.3輻射吸收
2.4輻射散射
第三章輻射傳送方程
3.1輻射傳送方程
3.2平行平面大氣中的輻射傳送方程
3.3輻射傳送方程的特定應用形式
3.4輻射傳送方程的勒壤得多項式展開
3.5輻射傳送方程的漫射（diffuse）分量
3.6輻射強度和通量的形式解
第四章反射和透射係數，地表效應和反照率
4.1錢卓塞卡漫射輻射
4.2廖氏漫射輻射
4.3考量地表效應之漫射輻射
第五章輻射傳送方程的近似解
5.1薄層大氣近似
5.2單次散射解
5.3雙流近似解（Two-StreamSolutions）
5.3.1Schuster-Schwartzschild近似法
5.3.2Sagan-Pollack近似法
5.3.3Coakley-Chýlek近似法
5.4雙流方程的解
5.4.1散射守恆（conservativescattering，ω=1）的解
5.4.2漫射分量的解
第六章輻射傳送方程的艾丁頓（Eddington）近似解
6.1半無限大氣之雙流解及艾丁頓解
6.2δ-艾丁頓法
6.3雙流解、艾丁頓解與δ-艾丁頓解的結果之比較
第七章非均勻大氣的輻射傳送的近似解
7.1散射守恆且均向散射時的輻射傳送方程
7.2基本方程
7.3通量方程
7.4源函數
7.5減光定律（TheLawofDarkening）
7.6H函數
7.7非散射守恆，但為均向散射情形下的漫射輻射
7.8相似關係（SimilarityRelations）
第八章不變性原理（ThePrincipleofInvariance）
8.1半無限均勻大氣之不變性原理
8.2H函數與反射函數
8.3H函數的一階解
第九章輻射傳送原理中的其他相關問題
9.1光學參數的計算
9.2有限均勻大氣（FiniteHomogeneousAtmosphere）
9.3非均向散射
9.4地表反照率的影響
9.5其他的計算技術
9.5.1累加法與倍加法
9.5.2球面調和法（Thesphericalharmonicsmethod）
9.5.3蒙地卡羅法（MonteCarlomethod）
9.6非均勻大氣
9.7其他問題
附錄：勒壤得多項式加法定理
索引
參考文獻
图书试读
序
如何能更精準地監測及預測天氣和氣候變化？更瞭解颱風的行為及預測動向？更瞭解全球暖化機制及找出可能解決方案？發展出更有效率的太陽能電池？建構更具綠色概念的智慧大樓？建構更綠能的生活？……
這些問題，都有一個共同的工作交集——需先瞭解驅動地球大氣系統最重要的能量平衡，亦即太陽（短波）輻射與地球系統（長波）輻射間的平衡，而這就要瞭解大氣輻射原理。
絕大部分的地球圈能量都直接或間接來自太陽光的照射，而地球大氣與太陽輻射能量之間的交互作用造就了天氣和氣候變化，而兩者之間的能量收支平衡即使只些微變動，亦可能造成環境及生物圈的巨變，例如目前極受重視的全球暖化和氣候變遷。因此從另一方面而言，天氣和氣候觀測很重要的項目之一即是在量測大氣輻射量的變化。此外近代新興的遙測技術，特別是衛星遙測，也是建基於大氣輻射原理上。
這本《大氣輻射傳送原理》的目的即在提供對大氣物理、衛星遙測、全球暖化、氣候變遷等議題有興趣的相關研究人員及研究生上課或研習的教材之用。全書共分九章，第一、二章論述基本輻射概念，第三章介紹輻射傳送方程，這也是大氣輻射原理的數理精髓，第四章則描述反射、透射的計算，以及在地表效應下的漫射輻射，第五、六兩章推導均勻大氣時輻射傳送方程的近似解，第七章則探討在非均勻大氣時輻射傳送的近似解，第八章討論不變性原理在求解輻射傳送上的應用，最後第九章再就輻射定義及數值求解等的問題進行補述。
由於大氣輻射傳送過程在微觀上相當複雜，這也表現在其輻射方程上。因此本書較適合於已具相當微積分與物理程度的大四學生或研究生；研讀過程亦建議可輔以相關大氣輻射數值模式的瞭解與模擬實習。
本書根基於本人在博士班《大氣輻射特論》之講授內容編寫而成，主要參考Bugloa (1986) 所著Introduction to the Theory of Atmos-pheric Radiative Transfer 一書，除了加上必要的補述和修正誤植部分外，亦融入本人多年來授課和研究心得，希望對相關領域的研究生或有興趣的學者專家在瞭解大氣輻射的過程與原理時能有所助益。
在動念編寫本書時，一直覺得理應輕鬆愉快，可以迅速完成。原因在於想說只是過去教學時的講授內容整理一下就可底定，再加上可以請求中央研究院曾忠一教授協助我做完整的檢視。曾忠一教授著作等身，且心思縝密，行事嚴謹，以往他在學生口試時對學生論文的深入審閱與精闢的修正建議，令人極為敬佩，因此若經其檢視，理應萬無一失。沒想到後來由於本人投入中央大學行政工作， 歷經中央大學太空及遙測研究中心主任、副研發長、研發長，以及後續的副校長和代理校長工作前後近二十年，而在這其間也還代理過客家學院院長、理學院院長和管理學院院長，也代理過人文研究中心主任、台灣經濟發展研究中心主任、以及數據分析方法研究中心主任，目前則擔任通訊系統研究中心主任。因此使得編撰工作不只緩慢，甚且有時甚至停頓。直至近來卸任行政工作再積極投入，卻不幸我們敬愛的曾忠一教授已離我們而去，無法如我期待的協助完善本書。我想也因此本書一定會有許多的缺失與遺漏，此點確實是我心中的一大遺憾。不過我仍然要表達我內心對曾忠一教授的感謝，感謝他激起我編撰此書的動力，雖然他一直不知道我在做這件事情。
最後我要感謝中央大學，因為我的教研生涯全都在此，而中央大學也全力地協助提供優質的教研環境，讓我成長而略有成績。此外也要感謝許多在本書編撰期間提供我相當助力的歷屆博士生們， 如陳萬金、林唐煌、劉崇治、黃世任等教授，目前他們均學有所成， 已分別在各公私立大學任教，表現均極為優異。此外博士生黃清順、陳昱均同學，以及博士後郭宗華博士對本書之付梓亦均有不可抹滅的協助和貢獻。另外，也謝謝我實驗室裡的多位碩士學生和助理的幫忙：已赴美攻讀博士學位的賴慧文、正在中大攻讀博士學位的張怡鈴、以及黃建齊和轉讀台大的林美玲。此外，研究助理陳良德和賴佑晟在協助文稿的整理及校正更是功不可沒。而對此書的完成，也要感謝我最親愛的家人，在我任職於中央大學期間，雖然對他們疏於照顧，仍全心全力地支持與體諒，讓我無後顧之憂。最後，也要感謝協助審查本書學者專家的編修建議，博士生張國恩和幾位碩士學生最後的校訂，以及中大出版社同仁的全力協助，讓本書能順利付梓。惟書中仍難免有疏漏或不足，亦祈各方專家不吝指正。
如何能更精準地監測及預測天氣和氣候變化？更瞭解颱風的行為及預測動向？更瞭解全球暖化機制及找出可能解決方案？發展出更有效率的太陽能電池？建構更具綠色概念的智慧大樓？建構更綠能的生活？……
這些問題，都有一個共同的工作交集——需先瞭解驅動地球大氣系統最重要的能量平衡，亦即太陽（短波）輻射與地球系統（長波）輻射間的平衡，而這就要瞭解大氣輻射原理。
絕大部分的地球圈能量都直接或間接來自太陽光的照射，而地球大氣與太陽輻射能量之間的交互作用造就了天氣和氣候變化，而兩者之間的能量收支平衡即使只些微變動，亦可能造成環境及生物圈的巨變，例如目前極受重視的全球暖化和氣候變遷。因此從另一方面而言，天氣和氣候觀測很重要的項目之一即是在量測大氣輻射量的變化。此外近代新興的遙測技術，特別是衛星遙測，也是建基於大氣輻射原理上。
這本《大氣輻射傳送原理》的目的即在提供對大氣物理、衛星遙測、全球暖化、氣候變遷等議題有興趣的相關研究人員及研究生上課或研習的教材之用。全書共分九章，第一、二章論述基本輻射概念，第三章介紹輻射傳送方程，這也是大氣輻射原理的數理精髓，第四章則描述反射、透射的計算，以及在地表效應下的漫射輻射，第五、六兩章推導均勻大氣時輻射傳送方程的近似解，第七章則探討在非均勻大氣時輻射傳送的近似解，第八章討論不變性原理在求解輻射傳送上的應用，最後第九章再就輻射定義及數值求解等的問題進行補述。
由於大氣輻射傳送過程在微觀上相當複雜，這也表現在其輻射方程上。因此本書較適合於已具相當微積分與物理程度的大四學生或研究生；研讀過程亦建議可輔以相關大氣輻射數值模式的瞭解與模擬實習。
本書根基於本人在博士班《大氣輻射特論》之講授內容編寫而成，主要參考Bugloa (1986) 所著Introduction to the Theory of Atmos-pheric Radiative Transfer 一書，除了加上必要的補述和修正誤植部分外，亦融入本人多年來授課和研究心得，希望對相關領域的研究生或有興趣的學者專家在瞭解大氣輻射的過程與原理時能有所助益。
在動念編寫本書時，一直覺得理應輕鬆愉快，可以迅速完成。原因在於想說只是過去教學時的講授內容整理一下就可底定，再加上可以請求中央研究院曾忠一教授協助我做完整的檢視。曾忠一教授著作等身，且心思縝密，行事嚴謹，以往他在學生口試時對學生論文的深入審閱與精闢的修正建議，令人極為敬佩，因此若經其檢視，理應萬無一失。沒想到後來由於本人投入中央大學行政工作， 歷經中央大學太空及遙測研究中心主任、副研發長、研發長，以及後續的副校長和代理校長工作前後近二十年，而在這其間也還代理過客家學院院長、理學院院長和管理學院院長，也代理過人文研究中心主任、台灣經濟發展研究中心主任、以及數據分析方法研究中心主任，目前則擔任通訊系統研究中心主任。因此使得編撰工作不只緩慢，甚且有時甚至停頓。直至近來卸任行政工作再積極投入，卻不幸我們敬愛的曾忠一教授已離我們而去，無法如我期待的協助完善本書。我想也因此本書一定會有許多的缺失與遺漏，此點確實是我心中的一大遺憾。不過我仍然要表達我內心對曾忠一教授的感謝，感謝他激起我編撰此書的動力，雖然他一直不知道我在做這件事情。
最後我要感謝中央大學，因為我的教研生涯全都在此，而中央大學也全力地協助提供優質的教研環境，讓我成長而略有成績。此外也要感謝許多在本書編撰期間提供我相當助力的歷屆博士生們， 如陳萬金、林唐煌、劉崇治、黃世任等教授，目前他們均學有所成， 已分別在各公私立大學任教，表現均極為優異。此外博士生黃清順、陳昱均同學，以及博士後郭宗華博士對本書之付梓亦均有不可抹滅的協助和貢獻。另外，也謝謝我實驗室裡的多位碩士學生和助理的幫忙：已赴美攻讀博士學位的賴慧文、正在中大攻讀博士學位的張怡鈴、以及黃建齊和轉讀台大的林美玲。此外，研究助理陳良德和賴佑晟在協助文稿的整理及校正更是功不可沒。而對此書的完成，也要感謝我最親愛的家人，在我任職於中央大學期間，雖然對他們疏於照顧，仍全心全力地支持與體諒，讓我無後顧之憂。最後，也要感謝協助審查本書學者專家的編修建議，博士生張國恩和幾位碩士學生最後的校訂，以及中大出版社同仁的全力協助，讓本書能順利付梓。惟書中仍難免有疏漏或不足，亦祈各方專家不吝指正。
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