Selected Papers on Multiple Scattering in Plane Parallel Atmospheres and Oceans

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出版者:Society of Photo Optical
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1991-10
价格:USD 134.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780819407979
丛书系列:
图书标签:
  • Multiple Scattering
  • Radiative Transfer
  • Atmospheric Optics
  • Ocean Optics
  • Plane Parallel Atmosphere
  • Ocean Atmosphere
  • Light Propagation
  • Remote Sensing
  • Numerical Methods
  • Optical Properties
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具体描述

聚焦于水生与大气光学交互作用:深入解析光在复杂介质中的传播机制 这本书籍深入探讨了光在平面平行介质(如地球的大气层和海洋)中传播的复杂性,特别侧重于多重散射效应。本书并非简单罗列现象,而是致力于揭示这些现象背后的物理原理和数学模型,为理解我们星球的辐射平衡、光学遥感以及水下和空中目标的可视性提供坚实的理论基础。 内容梗概: 本书的基石在于对辐射传输理论的系统性梳理。我们将从单次散射的简单模型出发,逐步构建起描述光在介质中多次散射的复杂框架。这其中,瑞利散射和米氏散射是理解大气和海洋光学行为的关键。我们将详细解析这两种散射机制的物理成因、散射角分布特征以及它们对不同波长光的影响。例如,我们知道天空呈现蓝色是由于短波长的蓝光在空气分子中发生瑞利散射,而云朵呈现白色则与云滴对可见光近似等强的米氏散射有关。海洋中,水分子本身的散射以及溶解性有机物、悬浮颗粒物的散射特征,直接决定了海水颜色的感知以及光在水体中的穿透深度。 核心内容将围绕多重散射理论展开。读者将学习到积分方程方法、蒙特卡洛模拟方法以及离散纵坐标方法等多种求解辐射传输方程的数值技术。这些方法各有优劣,我们将在书中进行深入比较,并展示它们在不同情境下的适用性。例如,蒙特卡洛方法以其直观性和灵活性,能够模拟复杂的几何结构和非均匀介质,但计算量通常较大。而离散纵坐标方法则在处理均匀介质时具有较高的效率和精度。 本书的另一重要组成部分是散射相函数(phase function)的深入研究。相函数描述了光被散射后在不同方向上的概率分布,是多重散射模型中的关键输入。我们将探讨各种典型的相函数形式,如戴高乐相函数(Henyey-Greenstein phase function),以及如何根据介质的物理特性(如粒子大小、形状和折射率)来构建或选择合适的相函数。在海洋环境中,浮游植物、浮游动物以及非生物颗粒物对相函数有着显著的影响,我们将具体分析这些因素如何塑造光在水中的传播路径。 此外,本书还将关注散射与吸收的耦合效应。在许多实际场景中,光在传播过程中不仅会发生散射,还会被介质吸收。吸收会削弱光的强度,而散射则会将光重新分配到不同方向,可能会延长光在介质中的停留时间,从而增加被吸收或再次散射的机会。本书将探讨如何将散射和吸收效应纳入统一的辐射传输模型,以更准确地预测光在介质中的衰减和分布。 应用领域: 本书的理论和方法将广泛应用于以下领域: 大气光学与遥感: 理解大气散射对于卫星遥感至关重要。例如,在对地观测中,大气散射会影响地表反射信号的测量精度,导致“大气效应”。本书提供的模型有助于校正这些效应,提高遥感数据的质量。此外,大气散射也影响着地表接收到的太阳辐射量,这对气候模型和太阳能发电预测至关重要。 海洋光学与水下视觉: 海洋光学是本书研究的另一个核心领域。海水对光的吸收和散射决定了光在水下的穿透深度,进而影响着海洋生物的光合作用、海洋生态系统的结构以及水下目标的可见性。本书的分析将有助于科学家研究海洋初级生产力、评估水质、设计水下光学设备以及进行水下成像。 气候模型: 地球的大气层和海洋共同构成了地球的辐射能量平衡系统。多重散射效应直接影响着太阳辐射在地球系统中的分配,是理解全球气候变化、地表能量收支以及云层辐射效应的关键。本书的研究成果可为改进气候模型中辐射传输的参数化方案提供支持。 目标可见性与探测: 在军事和民用领域,了解目标在不同光学条件下的可见性至关重要。本书的研究有助于分析光在含粒子介质(如烟雾、薄雾、浑浊水体)中的传播,从而优化观测系统的设计、提升目标探测的性能。 本书特色: 本書的特點在于其理論的嚴謹性和應用的廣泛性。我們不僅提供豐富的數學推導和數值計算方法,更注重將這些理論與實際觀測數據和應用場景相結合。書中將包含豐富的圖表、示例計算以及對最新研究成果的介紹,旨在幫助讀者深入理解光在平面平行大氣和海洋中的複雜傳播行為,並為相關領域的進一步研究和應用提供寶貴的參考。這本書是物理學家、海洋學家、大氣科學家、遙感專家以及所有對地球光學傳播現象感興趣的讀者的理想讀物。

作者简介

目录信息

读后感

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当我第一次看到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书的书名时,我脑海中浮现的首先是“高深”和“专业”这两个词。毕竟,“多重散射”本身就是一个涉及到复杂物理和数学问题的领域,而“平面平行大气与海洋”则进一步限定了其研究范围。然而,当我真正开始翻阅这本书时,我惊喜地发现,它并没有我想象中那么难以接近。这本书的选集形式,恰恰是它的一大亮点。它没有试图面面俱到,而是精选了若干篇具有代表性和影响力的论文,从不同的角度深入探讨多重散射的问题。我尤其被书中关于不同散射模型(如瑞利散射、米氏散射)的详细阐述所吸引,以及它们在不同粒子大小和成分下的表现。这些内容对于理解我们日常所见的天空颜色、海洋的透明度等现象至关重要。此外,书中对辐射传输方程的求解方法也进行了深入的介绍,特别是关于数值方法的应用,例如蒙特卡洛模拟,这让我对如何通过计算机来逼近复杂的物理过程有了更清晰的认识。尽管书中包含不少数学推导,但作者们通常会配以直观的物理图像和清晰的解释,使得即使是非专业背景的读者也能在付出一定的努力后有所理解。这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它激发了我对这个领域进一步探索的兴趣。

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拿到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书,我脑海中最直接的想法是,“终于有这么一本专门的书来系统地整理多重散射这块复杂的知识了!”我之前在学习相关领域时,往往需要分散地查阅各种期刊论文和教材的零散章节,总感觉知识点碎片化,难以形成完整的体系。而这本书,作为一个“选集”,它所承担的正是这种“整合”和“提炼”的使命。我立刻被书中对不同散射机制的细致区分所吸引,无论是大气中的分子散射(瑞利散射)还是气溶胶颗粒引起的米氏散射,亦或是海洋中浮游生物和溶解物质引起的复杂散射,书中都提供了相应的理论模型和研究进展。更令我欣喜的是,这本书在阐述理论的同时,也大量引用了实验观测数据来验证和支持理论模型,这种理论与实践的紧密结合,使得书中的内容更加可信和接地气。我个人尤其对书中关于“光学厚度”和“单次散射反照率”等关键参数的定义和计算方法进行了深入学习,这些参数在描述辐射传输过程中扮演着核心角色。通过对这些内容的学习,我能够更准确地理解光在大气和海洋中衰减和反射的机制,从而更好地解释我所看到的各种自然现象,比如不同天气下的天空颜色变化,或者不同水体呈现出的不同颜色。这本书就像一个精心搭建的知识平台,让我得以站在巨人的肩膀上,更清晰地审视多重散射这一物理现象。

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《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书,坦白说,在收到之前,我对它充满了既期待又有些许忐忑的心情。毕竟“多重散射”这个概念本身就带有一种深邃而复杂的学术气息,而“平面平行大气与海洋”又进一步限定了研究的范畴,让我担心这本书是否会过于晦涩难懂,离我的实际应用场景稍显遥远。然而,当我翻开它,并逐渐沉浸在其中之时,我发现我的担忧是多余的。这本书的选集形式,恰恰是它最大的优点之一。它并没有试图用一本厚重的教材来涵盖所有关于多重散射的知识点,而是精选了若干篇具有代表性、影响力深远的研究论文。这种方式使得我可以循序渐进地理解核心概念,而不会被海量的信息淹没。作者们,或者说这些选集论文的原作者们,似乎都具备一种将复杂问题条分缕析的能力,他们从不同的角度切入,用严谨的数学推导和清晰的物理图像,一步步构建起多重散射在特定环境下的理论框架。我尤其对其中几篇关于辐射传输方程及其数值解法的论文印象深刻,它们展示了如何将抽象的物理定律转化为可计算的模型,这对于理解诸如天空颜色、海洋光学特性等现象至关重要。即使是那些涉及到较深数学工具的章节,作者也往往会辅以详尽的解释和必要的背景知识,使得即使是初学者也能在付出一定努力后有所收获。这本书仿佛是一扇门,它为我打开了通往一个充满挑战但也极具吸引力的研究领域的大门,让我看到了理论研究如何与实际观测相结合,如何解释我们所见的自然现象。

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坦白讲,我拿到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书时,我的第一个想法是,这会是一本“硬核”的学术著作,可能需要我花费大量时间和精力去消化。毕竟,“多重散射”这个概念本身就充斥着物理和数学的挑战。然而,当我开始阅读后,我发现这本书的设计非常巧妙。它并非一味地堆砌复杂的公式,而是通过一系列精选的论文,层层递进地引导读者理解多重散射的核心概念。我特别喜欢书中对于不同散射过程的区分,比如,大气中的瑞利散射如何影响天空的蓝色,以及海水中悬浮物如何影响光的传播。这些生动的例子,让抽象的物理理论变得更加具体和易于理解。我尤其被书中关于“辐射传输方程”的数值解法所吸引。例如,书中有一篇详细介绍了蒙特卡洛模拟方法在多重散射问题中的应用,并提供了相应的算法伪代码。虽然我并非精通编程,但这种对计算方法的深入探讨,让我明白了如何通过计算机模拟来逼近现实世界中的复杂光学现象。这本书的价值不仅仅在于提供理论知识,更在于它展示了科学家们是如何运用严谨的数学工具和计算方法来解决实际问题的。它为我提供了一个全新的视角来审视大气和海洋中的光学现象,让我能够更深入地理解我们所处的环境。

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我当初选择《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书,主要出于我所在研究领域对光学和遥感技术的高度依赖。我的工作需要深入理解光线在复杂介质中的传播行为,特别是涉及到多次散射的情况,因为这直接影响到我们观测到的信号的真实性和准确性。拿到这本书后,我首先翻阅了目录,发现它涵盖了从基础理论到具体应用的多个层面。令我印象深刻的是,书中有多篇论文专门探讨了不同散射模型(如朗伯-比尔定律的局限性、Mie散射理论的应用等)及其在不同粒子大小和组成下的适用性。这对于我选择合适的模型来解释我的观测数据至关重要。我还注意到,书中对于数值方法的探讨也相当深入,例如,蒙特卡洛方法在模拟复杂散射过程中的优势,以及如何通过优化算法来提高计算效率。这些内容对我来说具有极高的实用价值。我尤其欣赏其中一篇关于“正向散射”和“背向散射”在海洋光学反演中的作用的文章,它详细分析了不同散射角度的信号如何携带关于水体组分的信息。这本书并没有仅仅停留在理论的层面,而是将理论与实际应用紧密结合,为我提供了一套解决问题的工具箱。通过阅读这本书,我不仅加深了对多重散射理论的理解,更重要的是,我获得了一些可以直接应用到我实际工作中去的思路和方法,这对我来说是莫大的帮助。

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我的研究工作经常需要处理大气和海洋中的光学信号,而信号的衰减和增强很大程度上与多重散射有关。因此,当我看到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书时,我立刻意识到它可能对我非常有帮助。这本书的编辑思路非常清晰,它将该领域内一些重要的、具有里程碑意义的研究成果汇集在一起,形成了一个相对完整的知识体系。我特别欣赏书中对不同散射机制的区分和探讨,例如,瑞利散射如何影响天空的颜色,以及海洋中悬浮颗粒如何散射和吸收光线。这些内容不仅解释了自然现象,也为我选择合适的模型来分析我的观测数据提供了重要的参考。书中对于辐射传输方程的数值解法的介绍也令我印象深刻,例如,离散纵标法和蒙特卡洛方法。这些方法是处理复杂散射问题的关键工具,书中对其原理和应用的详尽阐述,让我受益匪浅。我注意到,书中有一篇论文专门探讨了如何在存在多重散射的情况下,通过遥感数据反演出海洋中的生物活性物质含量。这类将理论与实际应用紧密结合的案例,正是我的研究所需要的。这本书就像一本“工具箱”,为我提供了理解和解决大气海洋光学问题的多种思路和方法,极大地提升了我研究的效率和深度。

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我对《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书的初印象是,它的标题就预示着内容的深度和专业性。作为一个长期在光学和环境监测领域工作的人,我深知多重散射的复杂性和其在理解大气和海洋光学特性中的关键作用。这本书的选集形式,在我看来是一种非常明智的编辑策略。它避免了冗长和重复,而是将不同研究者在特定问题上的精辟见解和创新性工作汇集在一起。我特别欣赏书中对“辐射传输方程”的多种求解方法的介绍,例如,离散纵标法(DOM)、蒙特卡洛方法(Monte Carlo)以及半解析法等。每种方法都有其独特的优势和适用范围,书中对这些方法的数学原理、算法实现以及在不同场景下的优劣分析都进行了详尽的阐述。这对我而言,不仅仅是了解一种理论,更是学习了解决实际问题的多种途径。我注意到,其中一篇关于利用卫星遥感数据反演海洋叶绿素浓度的论文,就巧妙地运用了多重散射模型来补偿水体浑浊和光照变化的影响。这类将复杂理论模型转化为实际应用的案例,让我看到了这本书的巨大价值。它不仅仅是一本理论著作,更是一本能够指导实践的“工具书”。

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在我拿到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书时,我的内心是充满期待的,因为“多重散射”在我的研究领域,即遥感大气探测,是一个无法回避的核心概念。我曾多次在文献中遇到与此相关的方程和模型,但总觉得碎片化,难以形成系统性的认识。这本书的出现,恰如其分地填补了这一空白。它通过精选的论文,从不同的维度和角度,深入剖析了多重散射的物理机制、数学描述以及在实际应用中的挑战。我特别欣赏书中对于不同散射模型(如米氏散射、瑞利散射)的详细阐述,以及它们在不同波长范围内的适用性。例如,书中关于气溶胶粒子对近红外辐射散射影响的讨论,就与我正在进行的一个项目紧密相关。此外,书中对辐射传输方程的多种数值求解方法的介绍,如离散纵标法和蒙特卡洛方法,对我来说是极其宝贵的。它不仅让我了解了这些方法的原理,更让我看到了如何将它们应用于解决实际问题。我尤其对其中一篇关于利用多重散射模型来反演大气水汽含量的论文印象深刻,它展示了理论研究如何直接服务于实际的探测任务。这本书为我提供了一个更加全面和深入的视角来理解大气光学,也为我后续的研究提供了重要的理论指导和方法论支持。

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在我拿到《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》这本书时,我的首要想法是,它会不会是一本“啃不动”的硬骨头?毕竟,多重散射本身就是一个高阶的物理现象,涉及到复杂的积分方程和辐射传输理论。我担心这本书的语言风格会过于学术化,充斥着各种我不熟悉的符号和公式,让我望而却步。然而,实际阅读体验却超出了我的预期。当然,这本书确实包含了不少数学推导和专业术语,这是不可避免的。但令人惊喜的是,作者们在解释这些概念时,往往会提供直观的物理图像和类比,使得这些抽象的概念变得更容易理解。例如,在描述光子如何在介质中发生多次散射时,作者们会形象地比喻成光子在经历一次又一次的“弹跳”和“迷失方向”,直到最终被吸收或逃逸。这种将复杂物理过程“可视化”的尝试,极大地降低了阅读门槛。而且,书中不同章节对同一主题的探讨,侧重点不同,相互补充,形成了一个立体的知识网络。我特别欣赏其中一篇关于“离散纵标法”(Discrete Ordinate Method)在解决辐射传输方程中的应用的文章,它详细阐述了如何将连续的方程离散化,并通过数值计算来获得近似解。尽管其中涉及到的数值方法对我来说是新的,但作者的讲解思路非常清晰,逐步引导读者理解其背后的原理和优势。这本书并非一味地展示高深的理论,而是更注重让读者理解“如何去解决问题”,这对我而言,比单纯记忆某些结论更有价值。

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我必须承认,一开始我带着一种“学术朝圣”的心态来阅读《多重散射在平面平行大气与海洋中的选集》,期待从中找到某些“圣经”级的理论突破。然而,随着阅读的深入,我逐渐意识到,这本书的价值并不在于提供单一、终极的答案,而在于它所呈现的“问题解决”的过程和“思维方式”。每一篇选集论文都是一个独立的“案例研究”,它们围绕着多重散射这一核心主题,但在具体的研究对象、采用的方法、以及探讨的细节上都有所不同。例如,有些论文专注于大气中的瑞利散射和米氏散射,探讨其对可见光和紫外线辐射传输的影响,这对于理解气候模型和大气遥感至关重要。而另一些论文则将目光投向了海洋,研究悬浮粒子、溶解有机物等对光在水中散射和吸收的影响,这直接关系到海洋生态系统的初级生产力和水体遥感。最令我着迷的是,这些论文之间并非孤立存在,它们之间存在着明显的学术传承和相互启发。一篇论文的结论可能成为下一篇论文的研究起点,一个新颖的数值算法的提出,又可能被其他研究者用来验证和拓展理论模型。这种“论文集”的形式,反而让我更清晰地看到了科学研究的动态发展过程,看到了学者们是如何在前人研究的基础上,不断提出问题、解决问题、再提出新问题的。这种“群智”的汇集,比单一作者的书籍更能体现科学的集体智慧和演进。

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