收深度大一倍。
衰减系数和光学厚度p121
衰减系数ka???是 吸收系数kab??? 和 散射系数ksc??? 的总和。 光学厚度?a被定义为衰减系数沿传播路径上的积分。 *光学厚度?a没有量纲
当光学厚度?ab??,z?等于0时,吸收率a???等于0;当光学厚度?ab??,z?等于无穷大时,吸收率a???等于1。
体积散射函数
海水的散射主要集中在前向散射。前向散射一般占总散射的90%以上,后向散射只占小部分,通常小于10%。
米氏散射和瑞利散射p130-131
米氏散射理论用于描述:q(粒子的周长与电磁波波长之比)小于1的球形粒子对电磁波的散射现象。
瑞利散射理论是用于描述q远小于1的球形粒子对电磁波的散射现象。
【论述】实际发生的大气对太阳关的散射主要是两种: 丁达尔散射和瑞利散射。
丁达尔散射属于米氏散射,它描述尺度小于100nm的粒子对太阳光的散射现象。【详见p130】
§6.2 辐射传输方程p135
在可见光波段,气溶胶的散射经常是构成最主要衰减的因素。在热红外特别是微波波段,由于电磁波波长远大于大气所含粒子的粒径,大气所含粒子的散射已经不起明显作用,大气所含粒子的吸收变成了最主要的衰减因素。在红外波段,水汽、二氧化碳和臭氧是主要的吸收气体;在微波波段,水汽、氧气和云中液态水是最主要的吸收物质。
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§6.3 大气层和大气窗
臭氧(D.U.意义)p137
【理解】如果在零摄氏的温度下,沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压,那么臭氧层的总厚度只有3mm左右。这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总厚度来反映大气中臭氧含量的方法叫做 柱浓度法,采用多布森单位(D.U.)来表示,正常大气中臭氧的柱浓度约为300D.U.。1.0 D.U.相当于在一个标准大气压和0℃的温度下0.01mm的臭氧层厚度。
气溶胶p138
气溶胶对辐射的影响有 2 种方式:
一、直接影响,指气溶胶直接散射和吸收电磁辐射;
二、间接影响,指气溶胶作为凝结核,在大气中改变云滴的浓度和云滴在大气中存在时间,通过云滴影响电磁辐射。
气溶胶对电磁辐射的影响是双向的。它可以把太阳辐射向太空中散射,造成衰减;也可以吸收由地面而来的长波辐射,其作用与温室气体在作用相似,形成增益。 气溶胶是气体和在重力场中具有一定稳定性和较小沉降速度的物质颗粒组成的混合系统。一般地,气溶胶是指悬浮在空气中的、由固体和液体颗粒与气体载体共同组成的多相体系。
大气层空气分子、臭氧和气溶胶的光学厚度p140
在可见光和近红外波段,空气分子衰减作用对应的光学厚度?a???主要是由空气分子散射造成的,而与吸收关系不大。
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在可见光和近红外波段,气溶胶的光学厚度主要是由气溶胶对电磁波的散射引起的。
臭氧的光学厚度?oz???是由臭氧吸收引起的。
水蒸气和氧气的吸收:在微波波段,因为大气吸收系数起主要作用,大气散射的贡献可以忽略,所以大气衰减系数?a近似地等于大气吸收系数?ab。在微波波段,大气吸收系数?ab饱含三个主要组成部分:态水和降雨吸收系数,
大气窗P145-146
有 7 种大气成分对电磁波吸收起大小不等的作用,他们是:二氧化碳CO2、水蒸气H2O、臭氧O3、一氧化二氮N20、一氧化碳CO、甲烷CH4、氧气O2。比较而言,二氧化碳和水蒸气对红外波段的大气透射率影响最大。
【选择】大气透射率依次按下列顺序递减:冬天亚北极区、冬天中纬度地区、夏天亚北极区、夏天中纬度地区、热带地区。一般地说,大气对于太阳入射辐射是比较透明的,对于地球发出的红外辐射不太透明。
§7 可见光和近红外辐射计与水色遥感 §7.1 辐射计p152
可见光和近红外辐射计在水色卫星上用来遥感海水叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度以及海水漫衰减系数等,
红外辐射计在气象卫星和陆地卫星上用来遥感雪、冰、气溶胶和薄卷云等 热红外辐射计在气象卫星和海洋卫星上用来遥感海面上空水汽含量、大气剖面温度和湿度以及海表面温度等
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?ab??liq??oxy??vap ,
?liq是云中液
?oxy是氧气的吸收系数,
?vap是水汽的吸收系数。
微波辐射计在海洋卫星上用于遥感海表面温度、海面风速和风向、海面上空水汽含量、可降水量等,在飞机上用于遥感海表面温度和海表面盐度等 辐射计是一种根据被动遥感理论研制的传感器。【详见p152】 §7.2 水色遥感简介 卫星和传感器p153
所谓水色或海色是太阳光经水体或海水散射后,可见光和近红外辐射计监测到的散射光的颜色。
水色三要素指:1.浮游植物的叶绿素;2.无机的悬浮物;3.有机的黄色物质。
水体类型p157
一类水体:浮游植物及其“伴生”腐殖质对水体的光学特性起主要作用的水体 二类水体:无机悬浮物或黄色物质(又称溶解的有色有机物)对水体的光学特性有不可忽视的明显作用的水体
大多数开阔海域的海水接近一类水体,二类水体位于与人类关系最密切、受人类活动影响最强烈的近岸、河口等海域,其中悬浮泥沙(无机悬浮物)、叶绿素和黄色物质是影响海洋水色的三要素。
黄色物质
海水中的溶解有机物(DOM)包括:POC-颗粒状有机碳;DOC溶解的有机碳。 不能通过定量滤膜(网膜0.4~1.0μm之间)的颗粒状有机碳称为POC;能通过的称为DOC。
有色溶解有机物(CDOM)是DOM中的主要成分,它能吸收蓝色的光而散射黄色的光,从而使水呈浅黄色,故被人们通俗地称为黄色物质。
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人们通常使用只含有黄色物质海水的吸收系数广义的代表它的浓度,其单位是μm-1。
§7.3 大气校正和离水辐射 大气透射率p161
水色卫星遥感的大气校正方程可表达为:
Li????LR????LA????T??,??Lr????t??,??LW???
***含义: 表达式 含义 卫星探测的辐亮度 下标含义 i:传感器第i个通道 R:是Rayleigh的英文首字母,大气层空气分子对所有波段电磁波的散射均属于瑞利散射。 A:气溶胶的英文首字母 Li??? LR??? LA??? 大气中分子瑞利散射的辐亮度 气溶胶散射的辐亮度 海面的镜面反射,也称为太阳耀斑,选择合适的观测角可以避免太阳耀斑 大气漫透射率 Lr??? t??,?? ?:传感器第i个通道对T??,?? 大气的直接透射率 应的波长; ?:卫星天顶角,代表卫星观测方向与被观测海面的法线之间的夹角 LW??? 离水辐亮度,描述:被表层海水散射的太阳辐射,不是海水自发辐射,与海水发射率无关。
§7.4 水色遥感的科学术语p175
******【作图题】p175 图7-6 注意:反射峰的位置、高度、坐标轴大小、
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