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大气辐射名词解释

发布时间:2019-09-11 17:40 来源:未知 编辑:admin

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  大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量,大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射(atmospheric radiation)。由于大气本身的温度也低,放射的辐射能的波长较长,故也称为大气长波辐射。

  大气辐射的方向既有向上的,也有向下的。大气辐射中向下的那一部 分,刚好和地面辐射的方向相反,所以称为大气逆辐射。云多、空气湿度大,大气中含有水汽、二氧化碳越多,吸收的地面辐射越多,大气辐射越强。

  大气吸收了地面辐射以后,又以辐射方式向外发射辐射。大气发出的长波辐射与大气温度有关,与天空云量有关。Paltridge(1970)发现云量每增加1/10,大气长波辐射就会增加6W/m。当天空全部被云遮蔽后,地面获得的辐射中,大约有30%是来自大气长波辐射。在比较晴朗的天空,大气长波辐射也主要是由大气中的水汽、二氧化碳及少量臭氧发射的。

  当温度大于绝对零度时,大气中的气体(主要是氧和水汽)、水滴(云、雨和雾)和冰滴(主要在冰云中)均会辐射电磁能,并产生热辐射噪声。在微波波段,这种热辐射噪声的特性通常用亮度温度来表征,亮度温度与热力学温度之比称为发射率。分子中的电子从高能态跃迁到低能态时放出电磁能,形成辐射。分子吸收入射电磁能,使电子从低能态跃迁到高能态,形成吸收。一种分子具有的能态数是一定的。因此,它的辐射频谱和吸收频谱相同。根据基尔霍夫定律,发射率等于吸收系数。在气体中,分子密度小,碰撞只使谱线加宽,仍是离散的。但在固体或液体中,分子密度很大,碰撞使谱线混在一起而形成连续谱,在所有的频率上均有吸收和辐射。

  在实际的大气传输过程中,因吸收和散射而损失一部分能量;另一方面,大气辐射又使总能量增加。

  ﹙1﹚大气对短波辐射吸收很少,能让大量的太阳短波透射到达地面,而对地面辐射是极少能透射的。

  (2)大气对长波辐射的吸收非常强烈,吸收作用不仅与吸收物质的分布有关,而且还与大气的温度、压强等有关。大气在整个长波辐射段,除8~12μm段外,其余的吸收率基本都接近1.8~12μm处透射率最大,所以这一波段被称为“大气窗口”。这个波段的辐射,正好位于地面辐射能力最强处,所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。

  (3)大气成分中的水汽、液态水、二氧化碳及臭氧是长波辐射主要吸收者,它们对长波辐射的吸收均具有选择性。

  ﹙4﹚大气辐射一部分逸到宇宙中,大约有62~64%投向地面,投向地面的这部分大气辐射称为大气逆辐射。

  大气辐射噪声会对接收系统,特别是对噪声系数很低的系统造成有害的影响。但在大气无源微波遥感中,却能利用大气辐射噪声的各种特性,测量大气的温度分布、水汽密度分布和云中含水量等大气参数。

  大气辐射传输特性是指电磁波在大气中传输时,大气中的粒子对电磁波吸收和散射作用,作用效果包括两方面:一方面,大气对目标自身辐射能量以及目标对太阳辐射的反射能量经过大气传输路径到达成像系统镜头前的能量衰减;另一方面,大气对太阳辐射能量单次散射和多次散射、对目标场景周围环境热辐射的多次散射、大气中粒子的自身热辐射等致使辐射传输到成像系统镜头前能量增强。辐射在大气中的能量衰减通常用大气透过率来表示,能量增强通常用大气程辐射来表示。

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