《大气环境遥感》PPT课件

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1、第七章大气环境遥感主要内容1大气成分及分布2大气环境遥感原理3遥感监测气溶胶光学厚度4城市热岛效应的遥感监测1大气环境概述大气的成分及分布大气的成分：多种气体组成的干洁空气、水汽及悬浮的气溶胶颗粒干洁空气通常把除水汽以外的纯净大气称为干洁大气（干空气）。主要成分为N2、O2、Ar及CO2,占了空气体积的99.966%以上。另外还有一些微量成分如H2、CH4、SO2等。水汽水汽在大气中所占的比例很小,仅0.1%-3%,却是大气中最活跃的成分.水对于地球上生命的意义以及水在地球大气条件下存在的三相变化,使水汽不同于其他微量气体而更具有重要性.1大气环境概述大气的成分

2、及分布大气的成分：多种气体组成的干洁空气、水汽及悬浮的气溶胶颗粒大气气溶胶大气中悬浮着的各种固体和液体粒子,例如:尘埃、烟粒、微生物、植物的胞子和花粉,以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子都可以看成是大气气溶胶.1大气环境概述大气的成分及分布大气分为为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层1.对流层是大气的最底层，这一层的显著特点是气温随高度升高而递减。对流层是航空遥感活动区。遥感侧重研究电磁波在该层内的传输特性。厚度随纬度和季节而变化。在赤道低纬度区为7~18km，在中纬度地区为10~12km，两极附近高纬度地区为8~9km。夏季较厚，冬季较薄。1大气环境

3、概述大气的成分及分布大气分为为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层2.对流层顶到50km的大气层是平流层。在高约15-5km的范围内，有厚约20km的一层臭氧层。臭氧具有吸收太阳紫外线的能力，使得地球上的生物免受紫外线的照射，同时又对地球起保温作用。近几年由于人为的原因，使得臭氧层出现了空洞现象，受到了大家的普遍关注，对臭氧层的遥感监测能了各国的当务之急。1大气环境概述大气的成分及分布大气分为为对流层、平流层、中间层、热层和逸散层3.从平流层顶到85km高度的一层称为中间层，该层空气稀薄，有强烈的垂直对流运动，气温随高度增加而下降。1大气环境概述大气环境遥感原理

4、太阳辐射进入地球之前必须通过大气层，由于大气对太阳辐射具有吸收、散射和透射等作用，所以使得太阳辐射到达地面的能量不断衰减1大气环境概述大气环境遥感原理太阳电磁辐射经过大气的各种衰减，到达地面后的比例很小，达到地面的能量仅占入射总能量的31%。通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段就被称为是大气窗口。1大气环境概述大气环境遥感原理大气对太阳辐射具有吸收、散射和透射等作用大气散射：电磁辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。大气散射和大气吸收的异同点？相同点：原传播方向的辐射强度减弱吸收作用使辐射能量转变为分子的内能，从而引

5、起这些波段太阳辐射强度的衰减散射：使原传播方向的辐射强度减弱，增加向其他方向的辐射散射改变了太阳辐射的方向，但是并不改变太阳辐射的强度2大气遥感应用——气溶胶监测气溶胶：大气中悬浮着的各种固体和液体粒子（直径一般小于10μm）遥感监测气溶胶的基本原理气溶胶粒子经过对入射辐射的散射和吸收作用，使入射辐射的性质及强度发生了变化。通过测量入射辐射性质的变化便可以反演气溶胶粒子的特性，这是遥感气溶胶的基本原理。当前气溶胶光学厚度监测的方法主要有地基遥感和卫星遥感。2大气遥感应用——气溶胶监测地基遥感的方法有很多主要有太阳辐射计、粒子计数器等方法。地基探测方法可以准确提供

6、当地气溶胶信息地基测定方法受到人力物力的限制，探测范围较小，并且在广大的海洋、沙漠等无人区域难以进行，也不能获得大范围的气溶胶时空分布变化2大气遥感应用——气溶胶监测卫星遥感弥补了一般地面观测难以反映空间具体分布和变化趋向的不足，为人们全天候、实时了解大范围的气溶胶变化提供了可能但是由于遥感方法对于光学厚度反演过程中源于地表反照率和气溶胶模型带来的误差难以估计，因此卫星遥感需要同时有地面遥感观测进行对比与校正2大气遥感应用——气溶胶监测卫星遥感气溶胶的研究始于七十年代中期在晴空的条件下，卫星上探测到的辐射由下垫面反射的太阳辐射透过气溶胶部分与气溶胶多次散射返回太

7、空的部分组成卫星遥感气溶胶，必须从卫星遥感的辐射值中区分出哪些来自下垫面反射，多少是气溶胶的多次散射值2大气遥感应用——气溶胶监测大陆型气溶胶光学厚度反演方法——暗像元法陆地上空遥感气溶胶的最大困难是地表反射辐射的扣除问题如果下垫面没有反射率（如反射率小于10%），这样是不是基本上不需要扣除下垫面背景辐射的影响问题？也就是说卫星遥感的辐射值就是大气中气溶胶的多次散射辐射值？如果地表反射比较低，在遥感影像上表现为暗背景，如果要是亮背景（地表反射率比较大），地表反射辐射的扣除就比较困难2大气遥感应用——气溶胶监测大陆型气溶胶光学厚度反演方法——暗像元法陆地上的稠密植

8、被、湿土壤及水体覆盖区在