第四章红外辐射在大气中的传输课件.ppt

第四章红外辐射在大气中的传输1红外辐射在大气中的传输问题一直受到人们的普遍重视。这是因为红外辐射自目标发出后,要在大气中传输相当长的距离,才能达到观测仪器,由此总要受到大气中各种因素的影响,给红外技术的应用造成限制性的困难。2景物光学系统探测器大气传输景物的红外辐射在大气中传输时,由于大气对红外辐射的吸收和散射而导致红外辐射的衰减。本章将讨论大气对红外辐射的吸收与散射。3红外辐射在大气中传输时,主要有以下几种因素使之衰减:(1)~µm的紫外光谱范围内,光吸收与臭氧的分解作用有联系。(2)在紫外和可见光谱区域中,由氮分子和氧分子所引起的瑞利(Rayleigh)散射是必须要考虑的。(3)粒子散射或米(Mie)氏散射。(4)大气中某些元素原子的共振吸收。(5)分子的带吸收是红外辐射衰减的重要原因。41大气的基本组成包围着地球的大气层,每单位体积中大约有78%的氮气和21%的氧气,另外还有不到1%的氩(Ar)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、一氧化二氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、水汽(H2O)等成分。除氮气、氧气外的其他气体统称为微量气体。除了上述气体成分外,大气中还含有悬浮的尘埃、液滴、冰晶等固体或液体微粒,这些微粒通称为气溶胶。52大气的气象条件所谓大气的气象条件,是指大气的各种特性,如大气的温度、强度、湿度、密度等,以及它们随时间、地点、高度的变化情况。右图表示了海拔100km内大气温度随高度变化的情况。、混合比与分子量大气中各气体成分的含量,常用相对于干空气(不计水汽)的混合比来表示。设干空气: 某气体成分分子量:Mt 分子量:Mi密度:ρt 密度:ρi压强:P 分压强:pi绝对温度:T则有称为该气体的质量混合比,简称混合比。8体积混合比qi*:与干空气处于相同温度和压力下的某种气体的体积Vi与干空气体积V之比。由于大气可看成理想气体,所以有干空气的分子量与各气体成分的分子量之间的关系:下表为大气成分表。910