可见光近红外波段辐射传输方程演示文稿.ppt

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可见光近红外波段辐射传输方程
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大气组成
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大气组成
大气垂直结构
Troposphere(对流层)
Stratosphere(平流层) Mesos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
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大气组成
Gases with Variable Concentration:
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。
Sulphur dioxide (SO2)
Nitrogen dioxide (NO2)
Ammonia (NH3)
Nitric oxide (NO)
Hydrogen sulphide (H2S)
Nitric acid vapour (HNO3)
Nitrous oxide (N2O)
Carbon monoxide (CO)
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大气组成
Solid and liquid particulates:
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~ , 爱根核(Aitken nuclei)；
~ 1mm, 大粒子；
>1mm,巨粒子
气溶胶分布:
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
PM10\\TSP？
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Main constituents of the earth's atmosphere
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大气效应
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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，，所以到达地面的太阳短波辐射中，，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，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
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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;
，，此处，在近红区还有很多的吸收带，、。
水汽的吸收


























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它在红外区的吸收为15微米为中心，—。
其二，；
,,,,,,，，所以一般可以不予考虑。
二氧化碳的吸收
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，；
在红外区，，，在14微米附近的吸收带与CO2的强吸收带重迭。
臭氧吸收
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大气吸收
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大气吸收
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经过大气层的太阳辐射
大气吸收
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大气效应
散射
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大气效应
尺度参数
a<, 小分子散射(Rayleigh散射)
400>a> ,大分子散射(Mie散射)
a>400,折射和反射
散射
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