第二章-第三节.ppt

1大气的结构大气层次大气厚度约为1000km,从地面到大气上界，可垂直分为5层：对流层：上界因纬度和季节而异。低纬度平均为17～18km；中纬度平均为10～12km；高纬度仅8～9km。夏季大于冬季。空气明显垂直对流，天气变化频繁。平流层：自对流层顶向上55km高度。底部为同温层（航空遥感活动层），约20公里以上为暖层，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。中间层:从平流层顶到85公里高度为中间层。其主要特征：①气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温降至－83℃～－113℃。②出现强烈地对流运动。但由于空气稀薄，空气的对流运动不能与对流层相比。暖层:从中间层顶到800公里高度为暖层。①随高度的增高，气温迅速升高。这是由于所有波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层的大气物质所吸收，从而使其增温的缘故。②空气处于高度电离状态。故又称电离层。是陆地卫星活动空间。大气外层：是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。O3臭氧主要分布在平流层大气中，极大值出现在20～25km处，对流层中的臭氧含量不到十分之一。臭氧的总含量具有明显的地域分布特征及季节变化，在赤道上空臭氧含量最少，在高纬度地区60°～70°区域内达到极大值。本章主要介绍遥感的物理基础，包括地物的电磁波特性、太阳辐射、大气对太阳辐射的影响、大气窗口的概念、地物反射太阳光谱的特性。本章重点是掌握电磁波谱，大气窗口，以及地物波谱特征。烟台师范学院地理与资源管理学院烟台师范学院地理与资源管理学院第三节大气对太阳辐射的影响大气的结构和成分大气对太阳辐射的影响大气窗口对流层平流层暖层对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。分层的依据：温度、密度和运动状况气温初稳后猛升，全靠臭氧其中顶，水平运动天气好，高空飞行最美妙。上冷下热高空对流气温先降后升；电离层以下，高空对流；电离层能反射无线电短波中间层成云致雨的必要条件主要成分次要成分水汽(H2O)固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线；“地球生命的保护伞”成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO22大气的成分大气的成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒混合组成的。大气成分主要有氮、氧、氩、二氧化碳、氦、甲烷、氧化氮、氢（这些气体在80km以下的相对比例保持不变，称不变成分）、臭氧、水蒸气、液态和固态水（雨、雾、雪、冰等）、盐粒、尘烟（这些气体的含量随高度、温度、位置而变，称为可变成分）等。3大气对太阳辐射的影响太阳辐射的衰减过程：30%被云层反射回；17%被大气吸收；22%被大气散射；31%到达地面。大气的透射率：透射率与路程、大气的吸收、散射有关。大气的传输特性：大气对电磁波的吸收、散射和透射的特性。这种特性与波长和大气的成分有关。大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。（一）大气的吸收作用氧气和氮气：小于0.2μm；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。主要吸收0.3μm以下紫外；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略不计。AbsorptionofEMenergybytheatmosphere大气对太阳辐射的吸收作用地面高层大气平流层对流层臭氧大量吸收紫外线二氧化碳、水汽吸收红外线（选择特性）思考：1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大气吸收具有什么特性？2、为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？（大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气到达地面）大气对太阳辐射的反射作用：参与的大气成分：特点：云层、尘埃无选择性（二）大气的散射作用散射作用：太阳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。改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读。散射不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。大气对太阳辐射的散射作用：空气分子和微小尘埃参与的大气成分