作为全球范围内迄今唯一的大气声学专著,本书系统全面而又简明扼要地阐述了该领域内最基本的概念、现象、理论和方法。从基本方程的推导开始,分别以波动声学和几何声学的观点讨论了大气中各种“经典”声现象(反射、折射、散射、衍射、吸收等),以及重力和地球自转对包括声波在内的各种大气波行为的影响;介绍了几种数值计算方法在大气声学领域内的最新发展;“大气声遥感”一章则从“逆问题”的角度出发论述了大气声学的应用方面;在此第二版中新增加了“非线性大气声学”和“大气中的声源”两章,并重新改写了“计算大气声学”的前半部分,反映了这些方面研究的最新进展。
本书可供声学(特别是大气声学、次声学、水声学、物理声学)和大气物理、气象学等方面的高年级本科生、研究生以及相关方向的教师、科研人员使用。
样章试读
目录
- 第二版马序
第二版作者序
第一版魏序
第一版作者序
前言
第1章 绪论
1.1 学科范围和历史评述
1.2 大气结构及其声学特性
1.3 大气中的热力学关系
1.4 大气动力学基本关系
1.5 大气波的类型
第2章 基本概念和处理方法
2.1 均匀大气中的波动方程
2.2 声波中的能量关系
2.3 不均匀大气中的波动方程
2.4 WKB近似
2.5 简正波解
2.6 几何(射线)声学基本概念
第3章 大气中的声传播——折射和反射
3.1 静止均匀介质中的声传播
3.2 分层不均匀介质中的声折射
3.3 大气中的声线
3.4 静止介质中的振幅变化
3.5 运动介质中的振幅变化
3.6 声波在两种介质分界面上的反射
3.7 地面的影响
第4章 声波在大气中的散射和衍射
4.1 散射的基本概念
4.2 从不均匀性上的散射
4.3 大气湍流与声波的相互作用
4.4 湍流大气中的声散射
4.5 声波在静止大气中的衍射
4.6 声波在运动大气中的衍射
第5章 大气中的声吸收
5.1 经典吸收
5.2 分子转动弛豫吸声
5.3 分子振动弛豫吸声
5.4 总吸声系数和附加吸收
5.5 雾滴和悬浮微粒的声吸收
第6章 重力场和地球自转的影响
6.1 静止大气中的波系
6.2 运动不均匀大气中的波
6.3 偏振关系
6.4 Rossby波
6.5 外波
6.6 大气潮
第7章 计算大气声学
7.1 快速场程序(FFP)
7.2 抛物方程法I :Crank-Nicholson抛物方程法(CNPE)
7.3 抛物方程法II :Green函数抛物方程法(GFPE)
7.4 射线寻迹
7.5 Gauss射线束法(GB)
第8章 大气声遥感
第I部分 低层大气遥感
8I.1 探测系统
8I.2 声探测的物理基础
8I.3 声探测器的输出
8I.4 用声雷达获取风速剖面的系统算法
8I.5 被动遥感
第II部分 高层大气遥感
8II.1 高层大气声遥感的物理基础
8II.2 遥感检测系统
8II.3 大气中波动的识别
8II.4 大气中具体存在着的次声波的被动遥感
第9章 非线性大气声学
9.1 声传播中的非线性效应
9.2 声爆
9.3 对大气湍流中声波的晚近研究
9.4 大气孤波
第10章 大气中的声源
10.1 基本声源
10.2 自然声源
10.3 人工声源
参考文献