第1章 绪论（2学时）

（1）掌握大气辐射的研究内容（1学时）

（2）理解大气辐射在气候、天气、遥感上的重要性（0.8学时）

（3）了解大气辐射的发展历史（0.2学时）

第2章 电磁辐射特性（4学时）

（1）掌握电磁场和电磁波的基础知识（1.5学时）

（1.1）掌握电磁辐射频率和偏振物理概念（0.3学时）

（1.2）理解均匀介质辐射传输的麦克斯韦方程组数学描述（难点）（0.5学时）

（1.2）掌握均匀介质电磁辐射传输规律（0.2学时）

（1.3）理解相位速度、波印亭矢量、复折射率、吸收系数概念（0.3学时）

（1.4）电磁辐射的量子特性（0.2学时）

（2）掌握电磁辐射波谱特征（0.5学时）

（2.1）掌握电磁辐射频率、波长和波数概念（0.1学时）

（2.2）熟悉电磁辐射波谱分类（0.2学时）

（2.3）太阳和地球辐射光谱特征及应用（0.2学时）

（3）熟练掌握辐射通量密度和辐射强度（2学时）

（3.1）熟练掌握辐射通量密度的物理含义和数学定义（重点）（0.5学时）

（3.2）掌握球坐标系统和立体角的数学定义和物理内涵（重难点）（0.5学时）

（3.3）熟练掌握辐射强度的物理含义和数学定义（重难点）（0.5学时）

（3.4）掌握辐射通量密度与辐射强度之间的物理数学关系（重难点）（0.5学时）

第3章 黑体辐射定律（4学时）

（1）理解黑体的物理概念以及黑体辐射相关的重要事实（0.3学时）

（2）掌握普朗克定律和维恩位移定律，理解太阳和地球辐射光谱特征（重点）（1学时）

（3）掌握史蒂芬-玻尔兹曼定律，理解简单的地球辐射模式（重点）（0.5学时）

（4）掌握瑞利-金丝近似定律，了解对应的微波辐射应用（0.2学时）

（5）掌握发射率的物理概念（重点）（0.3学时）

（6）理解掌握基尔霍夫定律的物理含义（重点）（0.5学时）

（7）掌握利用黑体辐射定律分析解释夜间辐射冷却现象（0.4学时）

（8）掌握亮度温度的物理概念，理解其在遥感中的应用（重点）（0.8学时）

第4章 地表的辐射特性（2学时）

（1）掌握均匀介质的反射和折射（1学时）

（1.1）掌握均匀介质反射和折射、菲涅尔公式、布儒斯特角（0.6学时）

（1.2）掌握几何光学基本原理，解释雨后彩虹等光学现象（0.4学时）

（2）掌握自然地表的反射（1学时）

（2.1）掌握自然地表反射的基本概念（重点）（0.5学时）

（2.2）掌握地表反照率（重点），了解双向反射分布函数（0.5学时）

第5章 大气的辐射特性（4学时）

（1）理解大气粒子辐射消光的两种机制——散射和吸收（重点）（0.4学时）

（2）掌握粒子消光（吸收和散射）截面、效率和系数概念的物理内涵（重难点）（1学时）

（3）掌握粒子消光（吸收和散射）截面、效率和系数之间的数学转换（0.4学时）

（4）掌握粒子单次散射反照率的物理概念和数学计算方法（重点）（0.2学时）

（5）掌握比尔消光定律的数学推导（重难点）（0.4学时）

（6）重点掌握有限路径的光学厚度和直射透过率概念（重点）（0.6学时）

（7）理解平面平行大气近似的适用范围（0.3学时）

（8）重点掌握平面平行大气光学厚度和透过率的计算方法（重点）（0.5学时）

（9）熟悉大气透过率光谱特征（0.2学时）

第6章 地球热红外大气辐射传输（2学时）

（1）掌握施瓦兹希尔德方程的数学推导及其求解方法（重难点）（0.6学时）

（2）掌握不同数学形式的施瓦兹希尔德方程解的数学推导（难点）（0.4学时）

（3）理解施瓦兹希尔德方程解的物理含义（重点）（0.4学时）

（4）掌握大气发射光谱的解译方法（重点），理解温度和水汽的卫星反演原理（0.6学时）

第7章 大气分子吸收（2学时）

（1）理解大气分子转动、振动和电子跃迁吸收和发射的主要原理（1学时）

（2）掌握谱线展宽原理和谱线线型，熟悉主要吸收气体的主要吸收带（0.8学时）

（3）了解国际流行光谱数据库，辐射传输气体吸收的近似处理方法（0.2学时）

第8章 太阳短波大气辐射传输（第1部分）（2学时数）

（1）理解掌握基于多次散射的辐射传输方程的数学推导和物理含义（重难点）（0.8学时）

（2）掌握散射相函数概念及其基本特点，理解各向同性和各向异性散射（重点）（0.3学时）

（3）掌握非对称因子概念及其与散射相函数的关系（0.3学时）

（4）掌握单次散射近似算法，了解该算法的简单遥感应用（难点）（0.6学时）

第9章 粒子散射和吸收（4学时数）

（1）掌握大气粒子尺度参数概念，理解其在粒子散射分类上的重要性（0.4学时）

（2）理解掌握瑞利散射（1.6学时）

（2.1）理解瑞利散射算法求解思路，推导瑞利散射相函数的数学表达式（难点）（0.8学时）

（2.2）掌握瑞利散射相函数的基本特征，理解瑞利大气偏振现象（0.3学时）

（2.3）结合瑞利散射和吸收效率数学公式，理解蓝天现象和雷达遥感应用（0.5学时）

（3）理解掌握米氏散射（2学时）

（3.1）了解米氏散射算法的基本求解思路（0.2学时）

（3.2）掌握非吸收球体的消光效率随粒子尺度参数的变化规律（重点）（0.6学时）

（3.3）掌握吸收球体的消光和散射随粒子尺度参数和折射率虚部的变化规律（0.6学时）

（3.4）掌握米氏散射相函数随粒子尺度参数的变化规律（重点）（0.6学时）

第10章 太阳短波大气辐射传输（第2部分）（4学时数）

（1）了解各种准确和近似求解方法（0.3学时）

（2）理解蒙特卡罗算法的基本求解思想（0.3学时）

（3）掌握二流近似算法的求解思路和具体数学推导过程（重难点）（0.8学时）

（4）理解非对称因子与后向散射比之间的数学物理关系（0.2学时）

（5）掌握半无限大云的二流近似解的数学推导和物理内涵（重点）（0.4学时）

（6）掌握无吸收云的二流近似解的数学推导和物理内涵（重点）（0.4学时）

（7）掌握一般情况的二流近似解的物理内涵（难点）（0.6学时）

（8）掌握包含下垫面云的累加法解的数学推导和物理内涵（重点）（0.6学时）

（9）掌握多个层云的累加法解的数学推导和物理内涵（0.4学时）

第1周：第一章 大气辐射的研究内容，在气候、天气和遥感上的重要性，发展简史

第2周：第二章 电磁场的基础知识、太阳和地球电磁辐射的光谱特征及应用

第3周：第二章 辐射通量密度、球坐标、立体角、球坐标、辐射强度

第4周：第三章 黑体发射、普朗克定律、维恩位移定律、史蒂芬-玻尔兹曼定律

第5周：第三章 发射率、基尔霍夫定律、夜间辐射冷却、地球辐射平衡、亮度温度

第6周：第四章 均匀介质反射和折射、地表反射光谱、反照率、双向反射分布函数

第7周：第五章 大气粒子消光机制，粒子消光截面、效率和系数、单次散射反照率

第8周：第五章 比尔定律、光学厚度、直射透过率、平面平行大气

第9周：第六章 施瓦兹希尔德方程推导及求解方法、大气发射光谱的解译方法

第10周：第七章 气体吸收和发射原理、谱线展宽原理和线型、国际流行光谱数据库

第11周：第八章 基于多次散射的辐射传输方程推导、散射相函数、单次散射近似

第12周：第九章 粒子尺度参数、散射分类、瑞利散射算法、瑞利散射光学特性

第13周：第九章 米氏散射算法、球体消光效率、散射效率、吸收效率、散射相函数

第14周：第十章 蒙特卡罗算法、二流近似算法、半无限大云的二流近似解

第15周：第十章 无吸收云和一般情况二流近似解、含地表的大气或多层云累加法解

第16周：复习

1. Petty, G. W. 著，王震译，《大气辐射学基础教程》Sundog Publishing, 2006;

2. 廖国男著，郭彩丽等译，《大气辐射导论》气象出版社，2004；

3. 温迪斯、杨平著，李正强等译，《大气辐射传输原理》高等教育出版社，2014；

4. 华莱士、霍布斯著，何金海等译，《大气科学》科学出版社，2006。