平面平行介质中的辐射传递
一堆平行板是一种离散的介质，由交替的区域组成，这些区域之间具有突兀的、规则的和固定的边界。当然，所有媒体在某种程度上都是离散的:空气是由离散分子在真空中运动;云是由悬浮在空气中的离散液滴。但空气和云的稍纵即逝、无定形的离散性比一堆盘子的离散性要小得多。此外，大气没有明确的上限;就像老兵一样，他们会慢慢消失。
在我们对一堆板的分析中，我们没有确定每个地方的辐射场，只确定了整个板堆反射和传输的辐照度。所有的数学模型都是对现实的理想化，但如果我们希望了解大气中或云内以及云上和云下每个点的辐射场，我们需要一个比一堆盘子更接近空气和云的现实的模型。因此，我们(在纸上或在脑海中)构造了假设的连续介质，其性质只在一个方向上变化。这些介质在平面上向无穷远处延伸，因此被称为平面平行介质。如果它们之间有边界，我们假设它们是突变的(即散射和吸收性质在边界处不连续地变化)。没有这样的媒体存在。大气，顾名思义，是球形的。真正的云是有限的，它们的性质在各个方向上都不同，它们有锯齿状的边界。然而，只要我们注意到平面平行介质(即不真实介质)中辐射传输理论的局限性，它们将有助于我们理解真实介质中的辐射传输。
我们假设感兴趣的温度和波长是这样的，介质中的辐射是可以忽略不计的。所有发射(即外部辐射源，如阳光)都假定发生在感兴趣的介质之外。
我们也忽略了辐射传播所需要的有限时间，这就是为什么在本书的传递方程中没有时间。时间可以进入的地方是外部源的时间依赖性(即边界条件)。如果边界光照随时间而变化，由于光速相对于距离和时间的巨大值，结果被假定在整个介质中瞬间传播。例如，阳光对云的照射可能在102秒的时间内变化，而阳光在云或空气中传播数千米的时间为10~5秒。这意味着，随着阳光的变化，云中或空气中各处的辐射场几乎会立即适应这些变化。
时间延迟可能不可忽略的一个例子是被短脉冲辐射照亮的云。光源(例如激光)突然打开，然后在短时间间隔t后突然关闭。但是位于光源的探测器接收散射光子的时间间隔大于t，因为每个光子都经过了不同的路径长度。此外，返回脉冲相对于发射脉冲的形状(在时间上)取决于云中特征(见第6.4.2节)。
我们进一步假设，就像我们对一堆盘子所做的那样，干涉的后果可以忽略不计，这意味着我们可以添加辐射功率从不同的来源。这是辐射转移理论的一个内在矛盾。在推导本书中的传递方程时，我们取距离缩小到零的极限，这意味着所有的量在数学上都是连续的。但如果介质真的是连续的，我们就不能把基于增加辐射功率的理论应用于它们。我们必须在考虑相位差的情况下加上波，然后确定辐射功率。一杯水就是一个例子，它是自然界中最接近连续介质的东西。水分子之间的距离比阳光的波长要小，而且它们的位置是紧密相关的(即，一个分子不能移动，而其他分子不能让路)。这种由大量紧密排列、相互关联的分子组成的介质是一种多重散射介质，就像水滴云一样。它们之间的区别仅仅在于适用于它们的理论。本书中的辐射转移理论应用于一杯水，并没有产生镜面反射和折射定律，甚至没有近似定律。 To determine scattering by this coherent array of molecules we would have to find the waves scattered by all of them, add all these waves taking account of phase differences, then square the resultant to obtain the power. We therefore assume continuity for mathematical purposes when we derive the equation of transfer but apply it to discrete media because only for such media can we ignore phase differences. We can get away with this for air because even though its molecules are separated by distances small compared with the wavelengths of sunlight, they are in constant motion and their positions are essentially uncorrelated (see Sec. 3.4.9). And we can get away with this for clouds because the constantly changing separation between droplets is large compared with the wavelengths of solar and地面辐射以及它们的横向相干长度(见第3.4.2节)。
由于我们假设了非相干散射，光子语言是讨论这里所考虑的辐射转移理论的自然语言。我们把光子看作是没有相的离散的能量团，所以两个光子沿同一方向运动所传输的能量是两个光子各自所传输的能量的总和。我们的辐射转移理论是光子的多重散射理论，而不是波的多重散射理论。
继续阅读:辐射传递的双流理论
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