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第2章电磁辐射与地物光谱3
由NordriDesign提供

太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开第2章电磁辐射与地物光谱3
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太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
散射：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。其实质是电磁波的衍射。
由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其它各方向的辐射
三种散射类型：
瑞利散射
米氏散射
无选择性散射
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大气散射
散射类型与以下因素有关：
• 入射电磁波的波长；
• 气体分子、颗粒和水滴的大小
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太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
1 瑞利散射（ Rayleigh scattering ）
由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起，条件：粒子直径比波长小很多
特点：散射强度与波长的四次方成反比，即 I-4
波长越长，散射越弱
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散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。紫外线是红光散射的30倍，。
瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。
多波段中不使用蓝紫光的原因：
太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
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太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
2、米氏散射(Mie scattering)
大气中的微粒如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起的散射，粒子直径与辐射的波长相当。这种散射的强度受气候影响大。
米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比， 即 I-2
且散射光的向前方向比向后方向的散射强度更强，方向性较明显
云雾对红外线（-15 m ）的散射主要氏米氏散射
云、雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。
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3、无选择性散射(Non-selective scattering)
发生在大气粒子的直径比波长大得多时。散射的特点时散射强度与波长无关，任何波长的散射强度相同
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、大气散射
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散射特征总结
散射强度遵循的规律与波长密切相关。在大气状况相同时，同时会出现各种类型的散射。
对于大气分子、原子引起的瑞利散射主要发生在可见光和近红外波段。波长超过1μm 后，瑞利散射的影响大大减弱，而米氏散射的影响逐渐超过瑞利散射。
大气中的云层、小雨滴等，由于直径较大，对不同波长产生不同散射作用。对于可见光而言只有无选择性散射发生 , 云层越厚无选择散射越强。云雾对红外线（-15 m ）的散射主要氏米氏散射；对于微波而言，粒子的直径比微波波长小很多，则属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长，散射强度越小。在这一条件下，微波探测便可以发挥优越性，将有最小散射、最大透射，而具有“穿云透雾”的能力。
太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气散射
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1、大气折射
电磁波穿过大气层时，会产生传播方向改变，即折射现象。
大气密度越大，折射率越大；离地面高度越大，空气越稀薄，折射率越小。
地面接收的电磁波方向与实际太阳辐射方向偏离了一个角度，称为折射值。
太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气窗口及透射分析
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太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气窗口及透射分析
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2、大气的反射
主要发生在云层顶部取决于云量和云雾，且波段不同大气影响不同，削弱了电磁波强度
太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气窗口及透射分析
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太阳辐射及大气对辐射的影响
、大气窗口及透射分析
3、大气窗口
电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透过率较高的波段，称为大气窗口。
折射改变了太阳辐射的方向，并不改变太阳辐射的强度。
太阳辐射经过大气传输后，主要是反射、吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度，剩余部分即为透过部分。
遥感传感器只能选择透过率较高的波段才有意义。
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太阳辐射及大气对辐射的影响
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3、大气窗口