红外辐射在大气中的传输
发布时间:2015/5/18 20:28:04 访问次数:1225
红外辐射在到达红外传感器之前,会被大CL0S0DRA0000气中的某些气体有选择地吸收,大气中的悬浮粒子能使光线散射。虽然吸收、散射的机理不同,但二者的作用结果都主要是使红外辐射发生衰减。另外,大气路径本身的红外辐射与目标辐射相叠加,将减弱目标与背景的对比度。地球大气是由多种气体分子和悬浮粒子组成的混合体,大气对红外辐射的影响主要是指大气中的分子、霾、雾等的作用,一般地说,大气对红外辐射的影响主要以下6种:
①大气分子分立谱线或谱带的吸收及重发射;②气体分子和直径远小于辐射波长的粒子的瑞利散射损失;③气溶胶和大小可与辐射波长相比拟的大气粒子的吸收、米氏(Mie)散射及重发射;④大气湍流引起辐射的强度起伏、相位变化与光斑跳动;⑤热梯度、大气湍流造成大气折射率不均匀的散射和折射;⑥大气自红外辐射。
红外辐射通过实际大气的传输过程是非常复杂的。它依赖于引起吸收酌分子类型及其浓度,大气中悬浮粒子的尺寸、特性和密度以及沿传输路径上各点的温度和压强等气象条件,还与距离、波长有关。
大气散射是由大气分子和大气中的悬浮颗粒引起的。当粒子半径r《A时,此种散射称为瑞利散射。瑞利散射粒子主要是气体分子,故称为分子散射。分子散射与A成反比,即短波散射比长波散射强,对可见光,因为其波长短,瑞利散射就很严重,故中午天空呈蓝色而在傍晚呈红色。对中远红外区域红外辐射,瑞利散射基本上可以忽略。当r和A差不多大时,散射成为米氏散射,大气中的云、雾等水滴的大小与0. 76~141_tm的红外辐射的波长差不多,所以米氏散射严重。在潮湿的空气中,粒子(0.5 ym)聚集水分子形成雾,进而形成水滴或冰粒(直径达几微米),最后,当水滴尺寸达0. 25mm时形成雨,水气在0.26 pdm和201.cm以上具有强烈的吸收谱。大气中含有的固体微粒(如烟、尘)粒子半径一般小于0.5恤m,由于尺度较小,对红外辐射的散射不像雾那么严重。
红外辐射在到达红外传感器之前,会被大CL0S0DRA0000气中的某些气体有选择地吸收,大气中的悬浮粒子能使光线散射。虽然吸收、散射的机理不同,但二者的作用结果都主要是使红外辐射发生衰减。另外,大气路径本身的红外辐射与目标辐射相叠加,将减弱目标与背景的对比度。地球大气是由多种气体分子和悬浮粒子组成的混合体,大气对红外辐射的影响主要是指大气中的分子、霾、雾等的作用,一般地说,大气对红外辐射的影响主要以下6种:
①大气分子分立谱线或谱带的吸收及重发射;②气体分子和直径远小于辐射波长的粒子的瑞利散射损失;③气溶胶和大小可与辐射波长相比拟的大气粒子的吸收、米氏(Mie)散射及重发射;④大气湍流引起辐射的强度起伏、相位变化与光斑跳动;⑤热梯度、大气湍流造成大气折射率不均匀的散射和折射;⑥大气自红外辐射。
红外辐射通过实际大气的传输过程是非常复杂的。它依赖于引起吸收酌分子类型及其浓度,大气中悬浮粒子的尺寸、特性和密度以及沿传输路径上各点的温度和压强等气象条件,还与距离、波长有关。
大气散射是由大气分子和大气中的悬浮颗粒引起的。当粒子半径r《A时,此种散射称为瑞利散射。瑞利散射粒子主要是气体分子,故称为分子散射。分子散射与A成反比,即短波散射比长波散射强,对可见光,因为其波长短,瑞利散射就很严重,故中午天空呈蓝色而在傍晚呈红色。对中远红外区域红外辐射,瑞利散射基本上可以忽略。当r和A差不多大时,散射成为米氏散射,大气中的云、雾等水滴的大小与0. 76~141_tm的红外辐射的波长差不多,所以米氏散射严重。在潮湿的空气中,粒子(0.5 ym)聚集水分子形成雾,进而形成水滴或冰粒(直径达几微米),最后,当水滴尺寸达0. 25mm时形成雨,水气在0.26 pdm和201.cm以上具有强烈的吸收谱。大气中含有的固体微粒(如烟、尘)粒子半径一般小于0.5恤m,由于尺度较小,对红外辐射的散射不像雾那么严重。
上一篇:大气红外吸收谱与大气窗口