| 1章 放射の基本則と伝達過程 1 |
| 1.1 放射量の定義 1 |
| 1.1.1 放射の名称 1 |
| 1.1.2 放射の波動性と粒子性 3 |
| 1.1.3 放射の基本量 3 |
| （1）立体角 3 |
| （2）放射輝度 4 |
| （3）放射束密度・放射フラックス 5 |
| 1.1.4 大気中での放射過程 5 |
| 1.2 黒体放射の法則 9 |
| 1.2.1 プランクの法則 9 |
| 1.2.2 ウィーンの変位則 11 |
| 1.2.3 ステファン・ボルツマンの法則 12 |
| 1.2.4 キルヒホッフの法則 12 |
| 1.2.5 レイリー・ジーンズ近似 14 |
| 1.2.6 輝度温度 14 |
| 1.3 放射伝達過程の定式化 14 |
| 1.3.1 放射伝達方程式 14 |
| 1.3.2 散乱位相関数 16 |
| 1.3.3 放射源関数 18 |
| 1.3.4 ビーア・ブーゲー・ランバートの法則 19 |
| 1.3.5 光学的厚さ 20 |
| 1.4 平行平面大気近似 21 |
| 1.4.1 平行平面大気の放射伝達方程式 21 |
| 1.4.2 形式解 23 |
| 1.4.3 放射による気層の加熱・冷却 24 |
| 1.4.4 非散乱大気の放射伝達への応用 25 |
| 2章 太陽と地球の放射パラメータ 28 |
| 2.1 太陽放射と太陽定数 28 |
| 2.1.1 太陽放射スペクトル 28 |
| 2.1.2 太陽定数 30 |
| 2.1.3 太陽定数の変動 31 |
| 2.2 太陽-地球の位置関係 32 |
| 2.2.1 地球の軌道 32 |
| 2.2.2 大気外日射量の分布 34 |
| 2.2.3 大気光路 37 |
| 2.3 地球大気の放射特性 38 |
| 2.3.1 大気の鉛直構造 38 |
| 2.3.2 分子大気の放射特性 39 |
| 2.3.3 エーロゾルと雲の光学特性 41 |
| 2.4 地表面の放射特性 45 |
| 2.4.1 地表面熱収支 45 |
| 2.4.2 地表面の反射特性 46 |
| （1）地表面の反射パターン 46 |
| （2）双方向反射関数 47 |
| （3）地表面アルベド 47 |
| （4）分光アルベド 49 |
| （5）地表面アルベドの広域分布 51 |
| 2.4.3 地表面の赤外射出率 53 |
| （1）光線射出率 53 |
| （2）フラックス射出率 54 |
| 3章 気体吸収帯 56 |
| 3.1 気体分子の吸収帯 56 |
| 3.2 エネルギー準位と双極子モーメント 58 |
| 3.3 吸収線の形成 61 |
| 3.3.1 2原子分子の回転遷移 61 |
| 3.3.2 2原子分子の振動遷移 63 |
| 3.3.3 2原子分子の振動－回転遷移 64 |
| 3.3.4 多原子分子の振動－回転帯 66 |
| 3.3.5 2原子分子の電子遷移 69 |
| 3.4 吸収線形 71 |
| 3.4.1 吸収線の表現 71 |
| 3.4.2 吸収線の広がり 73 |
| （1）ドップラー効果による広がり 73 |
| （2）分子衝突による広がり 74 |
| （3）ドップラー効果と分子衝突による線幅の比較 75 |
| （4）吸収線パラメータ 76 |
| 3.5 連続吸収帯 77 |
| 3.5.1 水蒸気の連続吸収帯 77 |
| 3.5.2 太陽放射連続スペクトル 79 |
| 3.6 局所熱力学的平衡 81 |
| 4章 気体吸収帯における赤外放射伝達 84 |
| 4.1 赤外放射フラックスの計算 84 |
| 4.2 波数積分 88 |
| 4.2.1 波数帯放射フラックス 88 |
| 4.2.2 ライン-バイ-ライン計算法 89 |
| 4.2.3 バンド透過関数法 90 |
| （1）散光透過関数 90 |
| （2）透過関数の積の法則 91 |
| 4.3 透過関数のバンドモデル 94 |
| 4.3.1 孤立した吸収線モデル 94 |
| （1）吸収線等価幅 94 |
| （2）弱吸収近似 95 |
| （3）ローレンツ線形吸収線の等価幅 96 |
| （4）強吸収近似 96 |
| 4.3.2 重合した線群の透過関数モデル 97 |
| （1）バンドモデル 97 |
| （2）レギュラーバンドモデル 97 |
| （3）ランダム（統計）モデル 98 |
| 4.3.3 不均質大気への適用 100 |
| （1）スケーリング近似 100 |
| （2）カーティス・ゴドソン近似 101 |
| 4.4 相関k分布法 102 |
| 4.4.1 k分布法 102 |
| 4.4.2 相関k分布法 104 |
| 4.5 晴天大気の赤外放射伝達 107 |
| 4.5.1 赤外放射冷却率 107 |
| 4.5.2 モデル大気の赤外放射冷却率 109 |
| 5章 大気微粒子による光散乱 112 |
| 5.1 大気粒子と散乱過程 112 |
| 5.2 光散乱過程の定式化 115 |
| 5.3 レイリー散乱 119 |
| 5.3.1 レイリー散乱理論 119 |
| 5.3.2 空気分子によるレイリー散乱 122 |
| 5.4 ミー散乱 125 |
| 5.4.1 ミー散乱理論 125 |
| 5.4.2 ミー散乱の特性 128 |
| （1）ミー散乱光の角度分布 128 |
| （2）消散係数，散乱係数，吸収係数 131 |
| 5.4.3 非球形粒子による散乱との比較 135 |
| 5.5 幾何光学近似 136 |
| 5.6 多分散粒子系による散乱 140 |
| 6章 散乱大気における太陽放射の伝達 144 |
| 6.1 散乱大気の放射伝達方程式 144 |
| 6.2 放射伝達方程式の近似解法 151 |
| 6.2.1 2流近似 151 |
| 6.2.2 相似則 154 |
| 6.3 数値解法 158 |
| 6.3.1 離散座標法 158 |
| 6.3.2 倍増-加算法 160 |
| 6.3.3 モンテカルロ法 165 |
| 6.4 散乱大気の放射伝達特性 166 |
| 7章 大気リモートセンシングへの応用 172 |
| 7.1 大気リモートセンシングとは 172 |
| 7.2 直達太陽光の分光測定によるリモートセンシング 174 |
| 7.2.1 ドブソン法によるオゾン全量の推定 174 |
| 7.2.2 エーロゾル粒径分布の抽出 176 |
| 7.3 反射太陽光の分光測定による大気リモートセンシング 180 |
| 7.4 赤外地球放射の分光測定による大気リモートセンシング 185 |
| 7.5 マイクロ波放射による大気リモートセンシング 190 |
| 7.5.1 マイクロ波リモートセンシングの特徴 190 |
| 7.5.2 宇宙からのマイクロ波リモートセンシングの原理 193 |
| 8章 放射平衡と放射強制力 197 |
| 8.1 全球の放射平衡 197 |
| 8.1.1 放射平衡温度 197 |
| 8.1.2 大気の温室効果 199 |
| 8.1.3 全球熱収支 202 |
| 8.2 放射平衡大気の温度分布 205 |
| 8.2.1 灰色大気の温度分布 205 |
| 8.2.2 現実的大気の温度分布 205 |
| 8.2.3 温室効果気体による気温変化 208 |
| 8.3 放射強制力 210 |
| 8.3.1 放射強制力と気候感度 210 |
| 8.3.2 温室効果気体の放射強制力 213 |
| 8.3.3 人間活動に起因する放射強制力 215 |
| 8.4 雲とエーロゾルの放射強制力 217 |
| 8.4.1 雲の放射強制力 217 |
| 8.4.2 エーロゾルの放射強制力 220 |
| （1）直接放射効果 220 |
| （2）間接放射効果 224 |
| 補章A 電磁波と偏光 227 |
| 補章B 複素屈折率と反射・屈折の法則 235 |
| 補章C 放射フラックスの測定 242 |
| さらに学ぶための参考書 247 |
| 引用文献 250 |
| 索引 259 |
