第五章大气中的热红外辐射传输.pptVIP

第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日热红外遥感 所有的物质，只要其温度超过绝对零度，就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主要在大于3微米的中远红外区，是热辐射。热红外辐射不仅与物质的表面状态有关，而且是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中，它能通过3-5微米和8-14微米两个窗口。 热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集，记录地物的这种热红外信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数和温度、湿度和热惯量等。第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日关于热辐射空间所有的物体都通过辐射方式交换着能量，如果没有其它方式的能量交换，则一物体热状态的变化就决定于放射与吸收辐射能量的差值。当物体的辐射能量等于吸收的外来辐射能量，这时该物体处于热平衡状态，因而我们可以用一函数温度来描写它。热力学定律可以用于研究平衡辐射的吸收与放射的规律。一般来说，物体的辐射能量收支并不相等，物体处于非辐射平衡状态。但是如果辐射热交换过程相当的慢，以致物体中的内能的分布来得及变化均匀，并继续处于热平衡状态，那这时的辐射可视为具有准平衡性质。此时，物体的温度是在变化的，但每一给定的瞬时，物体的状态都可以看作是平衡的，仍可用一定的温度来描述它。地球大气中的辐射过程，一般认为在地面以上至60km的大气仍可视为处于局地辐射平衡状态。地表与大气耦合面能量交换过程复杂，一般在几个微米的表层内，处于非热平衡状态。第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日热红外遥感系统热红外遥感在海面温度、陆面温度、大气温度、大气水汽、云顶温度的遥测中具有无可替代的地位。热红外遥感传感器的发展十分迅速，现在使用和即将投入使用的热红外传感器达几十种之多。我们把主要的热红外传感器的有关信息列于下表。第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日传感器卫星/计划波段数光谱范围()空间分辨率(水平/垂直)视场(度)瞬时视角mrad用途AIRS大气红外探测仪EOS(美国)2300;63.74-15.413.5km-1km49.51.1大气温度湿度ASTER高级空间热辐射热反射探测器EOS(美国)148-1290m/无?21urad陆地表面,水和云ATSR纵向扫描辐射仪ERS-1(欧空局)2(MWR)3.7,11.012.01km×1km?1km×1km云,海面温度AVHRR甚高分辨率辐射仪NOAA-11(美国)50.58-12.41.1km星下点/无?1.4海面温度植被,气溶胶CERES云和地球辐射能系统EOS(美国)30.3-12.021km星下点/无7824地球辐射平衡HiRDLA高分辨率临界动态分辨仪EOS(美国)216.0-18.010km/1km?1km×10km大气温度水分及化学GLI全球成像仪ADEOSII(日本)34可见光,近红外,热红外1km??碳循环HIRS/21高分辨率红外辐射探测仪NOAA-11(美国)200.69-14.9520.4m/无??大气温度湿度ILAS改进型临边大气光谱仪ADEOS(日本)30.753-11.7713km/2km??大气IR-MSS红外多光谱扫描仪CBERS(中国/巴西)40.5-12.578m,156m/无8.78?中等分辨率制图ISTOK-1红外光谱辐射仪系统PRIRODA-1(俄罗斯)640.4-16.00.75-3km/无??大气辐射LISS-3线形成像自扫描传感器3型IRS-1C/1D(印度)40.52-17.523.5m/无??陆地和水资源管理现在及将来地球观测计划红外传感器概览(星载部分)第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日现在及将来地球观测计划红外传感器概览(星载部分)MODIS中等高分辨率成像光谱辐射仪EOS（美国）360.4-14.5250m,500m,1km/无?250,5001000m地球物理过程大气海洋陆地SCARAB辐射收支扫描仪POEM/ENVISAT-1(欧)40.2-50.060km/无10048×48全球辐射收支SR扫描辐射仪