Theoretical Fundamentals of Atmospheric Optics

Z......Page 
Preface 10......Page 0010
1.1. The planets of the solar system 1......Page 0015
Titan 2......Page 0016
inclination angle 8......Page 0022
--- solar corona 13......Page 0027
2.1. Division of the atmosphere into layers 24......Page 0038
2.2. Spatial and time variability of the structural parameters of the atmosphere 29......Page 0043
2.3. Gas composition of the atmosphere 34......Page 0048
--- solar proton surges 42......Page 0056
2.5. Clouds and precipitation 49......Page 0063
3.1. Electromagnetic waves 53......Page 0067
radiation field 57......Page 0071
photon energy 64......Page 0078
volume radiation coefficient 76......Page 0090
3.5. Complex refraction index. Polarisation of radiation. Stokes parameters 93......Page 0107
Mueller matrix 104......Page 0118
4.1. The general characteristic of molecular absorption in the atmosphere of the Earth 114......Page 0128
4.2. Different types of molecular absorption 118......Page 0132
--- absorption 123......Page 0137
molecular induced absorption 124......Page 0138
4.5. The shape of spectral absorption lines 137......Page 0151
4.6. Quantitative characteristics of molecular absorption 155......Page 0169
4.7. Molecular absorption in the Earth atmosphere  164......Page 0178
Rayleigh-Tindall theory 170......Page 0184
5.2. Scattering and absorption on aerosol particles 183......Page 0197
5.3. Aerosol scattering and absorption in the atmosphere 202......Page 0216
5.4. Scattering of radiation with redistribution in respect of frequency  216......Page 0230
astronomical refraction 224......Page 0238
5.6. Optical phenomena in the atmosphere 237......Page 0251
underlying surface 250......Page 0264
mirror reflection 253......Page 0267
Fresnel equations 258......Page 0272
--- spherical albedo 264......Page 0278
emissivity 274......Page 0288
7. FUNDAMENTALS OF THE THEORY OF TRANSFER OF ATMOSPHERIC RADIATION      279......Page 0293
7.1. Transfer of thermal radiation 280......Page 0294
transmittance function 283......Page 0297
7.3. Methods of determination of transmittance functions 286......Page 0300
7.4. Approximate methods of radiation transfer theory  305......Page 0319
transmittance function of gas mixtures 315......Page 0329
7.6. Non-equilibrium infrared radiation 323......Page 0337
glow 326......Page 0340
8.1. Multiple scattering of radiation  335......Page 0349
Legendre polynomials 344......Page 0358
8.3. Numerical methods in the theory of radiation transfer  356......Page 0370
8.4. Algorithms and programmes for calculating radiation characteristics of the atmosphere (radiation codes) 370......Page 0384
insolation 375......Page 0389
9.2. Radiation balance of the surface 377......Page 0391
9.3. Radiation balance of the atmosphere 382......Page 0396
9.4. Radiation balance of the planet  392......Page 0406
paleoclimatology 400......Page 0414
10.1. Direct and inverse problems of the theory of transfer of radiation and atmospheric optics  407......Page 0421
remote measurement methods 410......Page 0424
10.3. Classifications of remote measurement methods 414......Page 0428
10.4. Remote methods of measurement based on measurements of attenuation (absorption) of radiation 417......Page 0431
10.5. Remote methods using measurements of atmospheric radiation 427......Page 0441
10.6. Remote measurement methods based on recording the scattered and reflected solar radiation 439......Page 0453
10.7. Active remote measurements methods  443......Page 0457
A.1. Molecular mass of dry and moist air 447......Page 0461
A.2. Units of measurement of temperature, air pressure and gas composition of the atmosphere  451......Page 0465
volume concentration of water vapour 457......Page 0471
Dobson unit 461......Page 0475
A.5. Units of measurement of spectral intensities in radiation fluxes Planck formula in different units 463......Page 0477
A.6. Units of measurement of the coefficients of molecular scattering and absorption 466......Page 0480
A.7. Units of measurement of the concentration of aerosols and volume coefficients of aerosol extinction 467......Page 0481
References 471......Page 0485
Index  477......Page 0491
Hertzberg bands 331......Page 0345
chemiluminescence 85......Page 99
331......Page 345
complex refractive index 96......Page 110
Riccati-Bessell function 185......Page 199
253......Page 267
426......Page 440
re-emission 66......Page 0080
countable concentration 455......Page 0469
Curtis-Godson method 308......Page 0322
molecular mass of dry air 448......Page 0462
dew point 460......Page 0474
Dicke effect 152......Page 166
153......Page 167
scattering force 72......Page 0086
diffusion reflection 251......Page 0265
diffusiveness factor 318......Page 0332
Dirac’s function 259......Page 0273
radiative recombination 330......Page 0344
Doppler broadening 149......Page 163
151......Page 165
Doppler effect 149......Page 0163
Doppler line shape 150......Page 0164
Doppler width 150......Page 164
effective temperature of the planet 6......Page 0020
Einstein coefficients 126......Page 0140
Einstein coefficient for forced radiation 127......Page 0141
electromagnetic waves 53......Page 67
56......Page 70
vibrational-rotational spectra 119......Page 0133
Elsasser model 288......Page 302
291......Page 305
integral albedo 5......Page 0019
Euler equation 94......Page 0108
tropopause 26......Page 0040
--- Stefan-Boltzmann law 4......Page 0018
Planck quantum 86......Page 0100
absorption function 115......Page 0129
Junge layer 46......Page 0060
aerosol optical model 212......Page 0226
Brewster point 178......Page 0192
aerosols 43......Page 0057
Aitken particles 44......Page 0058
albedo 268......Page 0282
albedo of single scattering 336......Page 0350
albedo of the surface 260......Page 0274
angle of astronomical refraction 227......Page 0241
angle of cosmic refraction 230......Page 0244
Angstrom equation 204......Page 218
205......Page 219
anomalous diffraction 194......Page 0208
--- Stokes components 218......Page 232
223......Page 237
Atmospheric aerosol 405......Page 0419
refractive index of the medium 96......Page 0110
--- Stokes vector of radiation 107......Page 0121
Fresnel-Kirchoff diffraction equation 193......Page 0207
Layman-? emission 333......Page 0347
barometric equation 33......Page 0047
Meynell bands 332......Page 0346
Van Fleck-Weisskopf line shape 147......Page 0161
Bouguer law 77......Page 91
78......Page 92
81......Page 95
176......Page 190
407......Page 421
Bouguer-Beer-Lambert law 78......Page 0092
Brewster angle 257......Page 0271
Mickelson-Lorentz theory 141......Page 0155
--- 478......Page 0492
false suns 247......Page 0261
FASCOD-3 371......Page 0385
Fermi principle 231......Page 0245
wide-band fluorescence 220......Page 0234
Fraunhofer lines 14......Page 28
19......Page 33
Fredholm equation 343......Page 0357
Fredholm integral equation 342......Page 0356
freons 41......Page 0055
permitted transitions 153......Page 0167
GEISA 158......Page 0172
generalized absorption coefficient 304......Page 0318
--- SPbGU code 372......Page 0386
wave optics 56......Page 0070
global radiation balance 398......Page 0412
SCIATRAN 373......Page 0387
Goody model 295......Page 0309
Meyer-Goody statistical model 294......Page 0308
--- spicules 15......Page 0029
greenhouse effect 35......Page 49
37......Page 51
401......Page 415
Mauna Loa observatory 38......Page 0052
gyroscope 136......Page 0150
halo 244......Page 0258
Shappui absorption bands 165......Page 0179
Hartley-Huggins ozone absorption band 422......Page 0436
Heisenberg uncertainty principle 138......Page 0152
Helmholtz rule 261......Page 0275
total flux 60......Page 0074
Henyey-Greenstein scattering 211......Page 0225
homosphere 27......Page 0041
HITRAN-96 159......Page 173
371......Page 385
zenith angle 10......Page 0024
Huygens-Fresnel principle 195......Page 0209
troposphere 25......Page 0039
Wolf number 17......Page 0031
integral solar constant 18......Page 32
20......Page 34
JPL databank 159......Page 0173
Junge distribution 204......Page 0218
k-method 297......Page 0311
Khrgian-Mazin distribution 51......Page 0065
--- 89......Page 103
90......Page 104
275......Page 289
kk-method 309......Page 0323
Kramer-Kronig relationship 182......Page 0196
Ladenburg-Reiche function 289......Page 0303
Lambert surface 262......Page 0276
Layman radiation lines 20......Page 0034
Layman-? line 157......Page 0171
Legendre adjoint functions 346......Page 0360
lidar backscattering cross-section 74......Page 0088
radar sounding 415......Page 0429
line mixing 148......Page 0162
279......Page 293
Lorentz half-width 141......Page 155
143......Page 157
Lorentz shape of the radiation line 140......Page 0154
LOWTRAN 372......Page 386
373......Page 387
Malkmus model 301......Page 0315
Malkmus statistical model 296......Page 0310
Marshall-Palmer equation 52......Page 0066
mass molecular absorption coefficient 284......Page 0298
mean intensity of solar radiation 62......Page 0076
--- 479......Page 0493
method of discrete ordinates 358......Page 0372
method of spherical harmonics 357......Page 0371
Mie equations 187......Page 0201
Rayleigh-Hans-Jeans approximation 184......Page 0198
MODTRAN code 374......Page 0388
molecular absorption 114......Page 128
118......Page 132
124......Page 138
molecular mass of moist air 449......Page 0463
radiation intensity 58......Page 0072
Monte Carlo method 366......Page 0380
multiple scattering 340......Page 0354
wide-band models 319......Page 0333
natural greenhouse effect 401......Page 0415
non-equilibrium radiation 85......Page 0099
--- precession 9......Page 0023
optical thickness 77......Page 0091
OZON-MIR spectrometer 423......Page 0437
ozone holes 40......Page 0054
--- Plass model 288......Page 0302
radiation balance 375......Page 389
393......Page 407
radiation cooling of the surface 380......Page 0394
radiation flux 59......Page 0073
radiation heating 386......Page 0400
radiation polarisation 97......Page 0111
rainbow 241......Page 255
244......Page 258
Wien’s law 88......Page 0102
Raman scattering 217......Page 0231
Rayleigh aerosol particles 188......Page 0202
Rayleigh law 175......Page 0189
Rayleigh scattering 174......Page 188
reflection 64......Page 78
250......Page 264
--- Snellius radius 225......Page 0239
refractive index of matter 54......Page 0068
World Meteorological Organisation 459......Page 0473
retroreflection 252......Page 0266
186......Page 200
Ring effect 223......Page 0237
scattering matrix 106......Page 0120
scattering of radiation 65......Page 0079
Schnaydt model 302......Page 0316
Schrodinger equation 135......Page 0149
Schumann-Runge continuum range 334......Page 0348
self-broadening coefficient 145......Page 0159
perigelium 12......Page 0026
Planck function 87......Page 101
283......Page 297
--- 480......Page 0494
--- Snell’s law 241......Page 0255
--- solar constant 4......Page 18
62......Page 76
--- spectral solar constant 18......Page 0032
--- Stokes parameters 98......Page 112
99......Page 113
--- Sun disk 16......Page 0030
--- surface radiation balance 379......Page 0393
TIROS satellite 393......Page 0407
total aerosol indicatrix of scattering 203......Page 0217
trace gases 35......Page 0049
transition zone 14......Page 0028
transparency windows 167......Page 0181
tropic of Capricorn 11......Page 0025
twilight 237......Page 251
238......Page 252
Viking space station 207......Page 0221
Voigt line 291......Page 0305
Voigt line shape 152......Page 0166
volume extinction coefficient 69......Page 83
75......Page 89
volume scattering coefficient 92......Page 0106
white knights 239......Page 0253
Zeeman phenomenon 108......Page 0122
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