可见光近红外波段辐射传输方程

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1、大气效应及建模大气组成大气组成大气垂直结构Troposphere(对流层)Stratosphere(平流层)Mesosphere(中间层)Thermosphere(热层)大气廓线？大气组成对流层邻近地表的一层。厚度最薄，大气质量80%，水汽90%。低纬：16~18km;中纬：10~12km;高纬：7~9km.特点：温度随高度增加不断下降，平均6.5ºC/km，天气变化都发生在该层。垂直方向空气运动激烈。自地面至2m高的范围为贴地层,昼夜温度变化10ºC。从地面到1~2km的为行星边界层，富含气溶胶粒子，气

2、溶胶密度随高度指数衰减。在行星边界层以上，主要为分子散射。大气组成平流层从对流层顶到50~55km。约20%大气质量，水汽少，臭氧(10~40km)丰富，吸收太阳紫外辐射，气体密度低，分子动能大。特点：20~32km,同温层。同温层之上，温度随高度增加而增加，到平流层顶温度停止增加。无垂直运动，稳定，导致气溶胶可以停留很长时间。大气组成热层从中间层顶到几百公里。特点：密度很低，温度约500~2000K。又称电离层，反射无线电波。没有固定的化学组成。中间层从平流层顶到80~85km。特点：温度递减化学组成非

3、常均匀，压力很低。中间层顶的温度通常最低：-95ºC---遥感通常考虑的高度范围？大气组成AtmosphericConstituentsPermanentGases:基本比例固定，且没有空间变化。Nitrogen(N2):78.084%byvolumeOxygen(O2):20.948%Argon(Ar):0.934%Carbondioxide(CO2):0.033%浓度可变大气组成GaseswithVariableConcentration:随空间及时间变化明显。Watervapour(H2O)：0~

4、4%随温度、气压有剧烈变化，有很强的时空变化特性。集中在对流层下半部，随高度增加而急剧递减。饱和水汽压混合比与比湿水汽压水汽密度（绝对湿度）相对湿度露点与霜点虚温大气组成GaseswithVariableConcentration:Ozone(O3)：0~12*10-4吸收紫外，导致平流层增温，有明显的地区和季节性变化。垂直结构也比较复杂。Sulphurdioxide(SO2)Nitrogendioxide(NO2)Ammonia(NH3)Nitricoxide(NO)Hydrogensulphide(H

5、2S)Nitricacidvapour(HNO3)Nitrousoxide(N2O)Carbonmonoxide(CO)大气组成Solidandliquidparticulates:气溶胶、水滴、冰晶，可能会聚集为云和霾。气溶胶：大气中大量悬浮的固体和液体粒子。典型的有霾(灰尘)、烟、雾气溶胶来源:1）自然：火山、沙暴、林火烟灰、各种酸性粒子。2）人类活动：工业、交通、建筑、农业等气溶胶大小:5*10-3~0.2mm,爱根核(Aitkennuclei)；0.2~1mm,大粒子；>1mm,巨粒子气溶胶分布:

6、对流层内：浓度随高度指数衰减(由于降水，不能维持很久)平流层中：稳定PM10PM2.5TSP？Mainconstituentsoftheearth'satmosphere大气效应大气中的主要组成物氮（N2）和氧（O2）对辐射的吸收主要位于紫外波段，由于大气上层臭氧的存在，而臭氧对小于0.3微米的电磁波具有极强的吸收能力，所以到达地面的太阳短波辐射中，已不存在小于0.3微米的短波辐射了，因此氧（O2），氮（N2）的吸收作用也就不重要了。从可见光到红外到微波波段，起主要作用的是大气中的一些少量的多变的气体

7、，它们是臭氧（O3），水汽（H2O），二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），氮氨化物（N2O），一氧化碳（CO）等，（以60GHZ为中心的微波氧（O2）吸收带除外）。大气吸收水汽（H2O）是大气中的重要吸收成分，水汽是一个不对称的陀螺分子形状。由于正、负离子的重心不重合，所以水分子是一个极性分子，具有很强的电偶极矩;水汽的最强和最宽的振转吸收带为以6.3微米为中心的吸收带，其次还有两个分别以2.74微米和2.66微米为中心的吸收带，此处，在近红区还有很多的吸收带，1.4、0.94等。水汽的吸收0.00.20

8、.40.60.81.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.0它在红外区的吸收为15微米为中心，范围为13.5—16.5微米的强吸收带。其二，为以4.3微米为中心的吸收带；除此之外还有中心在10.4微米,9.4微米,5.2微米,4.8微米,2.7微米,2.0微米,1.6微米及1.4微米的弱吸收带都比窄，宽度约为0.1微米量级，所以一般可以不予考虑。