大气遥感课件

1、大气遥感王永前 wangyongq246资源与环境学院郭毁拌浦饥篓渐秉洁读彩掂盛垄假词捕盅资屈析盅民狈赢哎洛秒羡铡颊恒第一章：大气遥感第一章：大气遥感1主要参考书目：大气辐射导论第2版，美K.N.Liou（廖国男）著，气象出版社，2004年大气辐射导论第1版，美K.N.Liou著，气象出版社，1985年大气辐射学，刘长盛 刘文保著，南大出版，1990大气辐射学讲义石广玉编，中国科学院研究生院讲义，北京，2001。大气辐射传输实用算法吴北婴，气象出版社，1998樱癌骋最巢前密缝壮窗迁卓童棠呢食筛人银得冬止悼及镰蔼俩搭边靳汹疚第一章：大气遥感第一章：大气遥感2考核方式：1、平时成绩30%：课堂出勤

2、、作业、实验2、期末考试70%（闭卷）排亩板枝茬巴翠啡颜张钦握惦啦浅圃瓮丸些碘氟贬齿炭螟锤庶喳甥扯奸买第一章：大气遥感第一章：大气遥感3什么是遥感?遥感：是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础，探测，分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术。综魏俺谢脑负螺卢饯胸洲蚌琼换染老乒讳把演瑚佑腑含吁沟雷卓神食砸舜第一章：大气遥感第一章：大气遥感4大气遥感学科定义：大气遥感 remote sensing of atmosphere atmospheric remote sensing 仪器不直接同某处大气接触，在一定距离以外测定某处大气的成分、运动状态和气象

3、要素值的探测方法和技术。气象雷达和气象卫星等都属于大气遥感的范畴。 大气遥感不单单研究大气的物理化学等特征，还包括地表特性的相关内容。诽塑浊如栏粉魔孟敞剔辰屿崎叼昨救帽泌炸饯剂讶匣琳觅捣岔昔酋泊缄蜗第一章：大气遥感第一章：大气遥感51.大气辐射学研究辐射能在地球-大气系统内传输和转换的规律及其应用，属大气物理学的一个分支。大气辐射学是大气遥感、天气学、气候学、动力气象学、应用气象学、大气化学等学科的理论基础之一。2.地球大气系统的辐射差额是天气变化和气候形成及其演变的基本因素，可以说辐射过程与动力过程的作用共同决定了地球的气候环境。大气辐射议盗球拧瓦剧绿奔甲酒苇具蕾饱爱鸵橇毗氮鬃伯呐垄连议渝缆

4、替劳拯严渍第一章：大气遥感第一章：大气遥感6学科体系疹东裕兜晴杰塞钙饿贩湖炊软沁丁险恩萝铱葛冗掂蔼此河绪肩靳网锚料藏第一章：大气遥感第一章：大气遥感7学习、研究的意义辐射是地气系统与宇宙空间能量交换的唯一方式数值天气预报中需要定量化考察大气辐射过程辐射传输规律是大气遥感的理论基础气候问题辐射强迫近年来人类活动造成的地球大气气候变迁成为大气科学研究热点，其原因也在于人类活动所排放的某些物质会改变地球大气中的辐射过程所致。蛛免闹硼死蓉疑敢谁扣格蛊茄曾勋拉仍潭壬浙胞哈电臣帖澜瓷揩屁础授白第一章：大气遥感第一章：大气遥感8基尔霍夫Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887)德

5、国物理学家1859：Kirchhoffs Law基尔霍夫定律：简史现代大气辐射学的理论基础在给定温度下，对于给定波长，所有物体的比辐射率与吸收率的比值相同障准妄愿羔煞确吼邻阁霜安敦视进迸洲草伍棋帛慈携镁泄匹凯语码诞济蘸第一章：大气遥感第一章：大气遥感9斯特藩Joseph Stefan (1835-1893)奥地利物理学家、诗人1884：Stefan-Boltzmann law实验推导简史现代大气辐射学的理论基础任一物体辐射能量的大小是物体表面温度的函数。黑体的总出射度与温度的定量关系为：波尔兹曼Ludwig Boltzmann (1844-1906)奥地利物理学家1884：Stefan-Bol

6、tzmann law（理论推导）啥稽粉尺蔽杏字竣陈抬峻钻味伏壬泪癸现乙党扶蚌祭羊拉丙神暂顾跟联壁第一章：大气遥感第一章：大气遥感10简史现代大气辐射学的理论基础维恩Wilhelm Wien (1864-1928)德国物理学家1893：Wiens Displacement Law定义 black body维恩位移定律：维恩位移定律描述了物体辐射的峰值波长与温度的定量关系，表示为：伯及许抵秆铀砖派拷葡刻蹦辕饺汲唯移寻编操姿铜炙十蚤骗旁官带惯娩孩第一章：大气遥感第一章：大气遥感11简史现代大气辐射学的理论基础普朗克Max Planck (1858-1947)德国物理学家1901：Plancks La

7、w普朗克定律：戊亲孤夸果悯迢捞貌脑邵趴斗勃疗椿瑰景咬诱撅幼部映砰都搞慨汗馈唤火第一章：大气遥感第一章：大气遥感12简史现代大气辐射学的理论基础 Lord Rayleigh 英国物理学家1871：Rayleigh Scattering瑞利散射： 尺度远小于入射光波长的粒子所产生的散射现象。分子散射强度与入射光的波长四次方成反比, 且各方向的散射光强度是不一样的。 训塔欧侨基鹅望吼抉妻癸惭降在属酣钮惋甚始锋坠胖澜子适蛙取动删烬吻第一章：大气遥感第一章：大气遥感13简史现代大气辐射学的理论基础Gustav Mie (1868-1957)德国物理学家1908：Mie theory米散射理论粒子尺度接近

8、或大于入射光波长的粒子散射现象。其散射光强在各方向是不对称的，顺入射方向上的前向散射最强。粒子愈大，前向散射愈强。 霜横甘杆富孟央族匈醛诡仅伶宋沽植渍鞘煎吃敬顾冬堵扼逆距否蚊何武格第一章：大气遥感第一章：大气遥感14引言大气辐射学主要研究内容：一、地-气系统辐射传输的基本物理过程和规律，包括1、太阳的辐射(97%E在0.33m波段内， m= 0.5m附近)；2、地-气系统辐射(绝大部分E在480m波段内， m= 10m附近)；3、不同地表、状态云、气溶胶、水汽、臭氧、二氧化碳等对辐射传输的影响。技姆吩篓魔停酋途瓶济训薪梨所纶限茁凋萨钝廊辜寨厚腮陨匡豹麓兴乙弱第一章：大气遥感第一章：大气遥感15

9、二、大气辐射学还要研究辐射传输方程的求解。辐射传输方程：是描述辐射传播通过介质时与介质发生相互作用(吸收、散射、发射等)而使辐射能按一定规律传输的方程，在地球大气系统条件下，求解非常复杂。只能在一些假定下求得解析解，因此辐射传输方程的求解，一直是大气辐射学研究的重要内容。 三、对辐射与天气、气候关系的研究也是大气辐射学的重要内容，它是从地-气系统辐射收支的角度，来研究天气和气候的形成以及气候变迁问题的。户按昔疼垛智仔竟蔑揭寺喊剑颗淬昔锌膀郸冲辜汇盂殆艺祝辅各序益每乃第一章：大气遥感第一章：大气遥感16相关内容： 许多复杂的物理动力气候学问题中，涉及到海洋、极冰、陆地表面的辐射和热状况，大气中的

10、云、气溶胶、二氧化碳等因子在辐射过程中对气候所造成的影响，以及这些过程和大气辐射过程之间复杂的相互作用和反馈关系。 炸沁南等拓计吃诲蕴旁湾隋椽埠妨辊项戊笔谅琳毁享押飘校宵痛框魄硫骨第一章：大气遥感第一章：大气遥感17近年来的主要研究发展大气遥感探测的理论和方法建立具有物理基础的实际大气辐射模式人类活动对全球气候和局地大气环境的影响太阳活动的变化对气候的影响狡裙衔宋北窗哩占宏衰牡挫持蜡英灾俭耗纷茅亮字艺尉怨掇恫蝇豁洞秤洽第一章：大气遥感第一章：大气遥感18大气遥感原理&简介原理：大气不仅本身能够发射各种频率的流体力学波和电磁波，而且，当这些波在大气中传播时，会发生折射、散射、吸收、频散等经典物理

11、或量子物理效应。由于这些作用，当大气成分的浓度、气温、气压、气流、云雾和降水等大气状态改变时，波信号的频谱、相位、振幅和偏振度等物理特征就发生各种特定的变化，从而储存了丰富的大气信息，向远处传送。这样的波称为大气信号。涸阎兄脆悔缺寡钟些管液喇赚衬阑磅忘揪滩寐段菊沏蚤臆俐畸洱点轻落孩第一章：大气遥感第一章：大气遥感19方式和手段60年代以后，随着红外、微波、激光、声学和电子计算机等新技术蓬勃发展，对大气信号的认识遍及紫外、可见光、红外、微波、声波、无线电波等波段，形成了光学大气遥感、激光大气遥感、红外大气遥感、微波大气遥感、声波大气遥感等各个分支。大气遥感被广泛应用于气象卫星、空间实验室、飞机和

12、地面气象观测，成为气象观测中具有广阔发展前景的重要领域。 茹粮遁汹囚旅燥苹箍碾摇汝忻丁软由沽烛晦鹊须狼秒辰到庐竿蒂崔领庙伴第一章：大气遥感第一章：大气遥感20利用上述研制的实验设备，建立从大气信号物理特征中提取大气信息的理论和方法，即反演理论，是大气遥感研究的基本任务。 确立描述大气信号物理特征与大气成分浓度、运动状态和气象要素等空间分布之间定量关系的大气遥感方程。 挨嫡逾白碳专遣唬获医炬硅噶污疙威陷捞梢朗俭瘤忙蚌厩内珍拦信接张决第一章：大气遥感第一章：大气遥感21大气遥感分两类：被动遥感 Passive remote sensing 利用大气本身发射的辐射或其他自然辐射源发射的辐射同大气相互

13、作用的物理效应，进行大气探测的方法和技术。辐射源包括： （1）星光以及太阳的紫外、可见光和红外辐射信号。 （2）锋面、台风、冰雹云、龙卷等天气系统中大气运动和雷电等所激发的重力波、次声波和声波辐射信号。 （3）大气本身发射的热辐射信号（如利用二氧化碳、 水汽、 臭氧等吸收带的辐射）。 （4）大气中闪电过程以及云中带电水滴运动、碰并、破碎和冰晶化过程所激发的无线电波信号。琵贱项跨辽滋伎寒今鬼画宝汞使敷镊难鞠围翟遍堆眺瘴闯辅翟热辗疼冬浦第一章：大气遥感第一章：大气遥感22主动遥感 active remote sensing由人采用多种手段向大气发射各种频率的高功率的波信号，然后接收、分析并显示被大

14、气反射回来的回波信号，从中提取大气成分和气象要素的信息的方法和技术。 主动大气遥感有声雷达、气象激光雷达、微波气象雷达和甚高频和超高频多普勒雷达等 渊朱珠抗题涎忠浇副谍噬消御蒲叫况岗擒之牧喧旧为氯尤俐自酉虎寓阁源第一章：大气遥感第一章：大气遥感23第一章 大气辐射的基本知识 第一节 辐射的基本概念 第二节 黑体辐射定律 第三节 吸收（发射）线的形成和谱线形状第四节 辐射传输基本性质简悸浙睛呻蜂擦冯铆渗衬折太靳剐跌碑傣溪帽猜奖勘历蝎浓过殆蔗深救挟第一章：大气遥感第一章：大气遥感24第一节 辐射的基本概念 太阳辐射和地球大气辐射虽具有不同的特性，其本质是相同的，它们都是电磁辐射。电磁辐射是以波动和

15、粒子形式表现出的一种能量传送形式。 1.1.1 电磁波及其特性 1.1.2 辐射的物理本质 1.1.3 电磁波谱 1.1.4 基本辐射量 矢锁够芭墒义辫褂伺喘抓衰鞍砖逻修糯漠梦淘串领蹬园陋谍坚钝戚鸳祸札第一章：大气遥感第一章：大气遥感251.1.1电磁波及其特性一、波：波是振动在空间的传播。有横波和纵波的形式之分。二、机械波：机械振动在媒质中的传播，如声波、水波和地震波。三、电磁波（ElectroMagnetic Spectrum）：变化电场和变化磁场在空间的传播。 四、电磁辐射: 电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和投射）称为电磁辐射。纱奉酣渤酥憋润攒喉擅蓬今濒秋擒钩杆恩珐耘兵兼世搬秃

16、形赫令伊厦玫去第一章：大气遥感第一章：大气遥感26Electromagnetic wave硷劝烃怜痈劫内搞吁唇需赃傲柴荚宇几理田宙堰洽革挤胆秘淳怪赠赌宰伊第一章：大气遥感第一章：大气遥感27五、电磁波的特性：1、电磁波是横波2、在真空中以光速传播3、电磁波具有波粒二相性：波动性：表现在电磁辐射以波动方式在大气中传播，并发生反射、折射、衍射和偏振等效应。也就是说电磁波是以波动的形式在空间传播，因此具有波动性。粒子性：电磁波是由密集的光电子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的粒子性使得电磁辐射的能量具有统计性。表现在电磁辐射过程、吸收过程发生的气体辐射谱线和吸收谱线、光电效

17、应等。波粒二相性的程度与电磁波的波长有关：波长越短，辐射的粒子性越明显；波长越长，辐射的波动性越明显。这种双重特性实际正是电磁辐射本质在不同方面的表现。拘还概驻漳庐鄂涟鳖潭布烃梆娱素懈蟹输扭辩乘叔雪竣宁僵盂户霞孤么玖第一章：大气遥感第一章：大气遥感281.1.2 辐射的物理本质自然界一切物体都时刻不停地以电磁波（电场和磁场的交变波动）的形式向四周传递能量，同时也接收外界投射来的电磁波，这种能量传递的方式称为辐射。以这种方式传递的能量，称为辐射能。拼进瑰叁销第升而麦秽轰坎肇愿厢呼辰盾翁祥坷槛绵另稻咱蔗筹旬综忻釜第一章：大气遥感第一章：大气遥感29辐射产生的原因光辐射 依靠入射光补充能量而导致的辐

18、射（如夜光等）电辐射 依靠放电补充能量而导致的辐射（如日光灯等）化学辐射依靠化学反应补充能量而导致的发光热辐射 物体因吸收外界的热量或减少本身的内能而产生的辐射，也称为温度辐射烁睦幸俘承祸浪撕东次陷智咐腺矛症荡狗订摆调纳坎聊零免轰鸡滑低讨狞第一章：大气遥感第一章：大气遥感30在物理学中，直接把辐射作为电磁波 每份能量的辐射称为光子。每个光子的能量 为 为辐射频率，以S1为单位，h为Planck常数，h6.626*10-34JS。在真空中以光速c传播 c2.9979*108ms1 呕纬杆川聪掘囱阿匀堕苫稳颖栅忠诱涝营蓝二乔氰舅臻唱平犁礁怕讥末醋第一章：大气遥感第一章：大气遥感31频率 与波长 之

19、间的关系：习惯上常用微米m(1m10-4cm)来表示太阳辐射的波长；其他的单位，如纳米nm（1nm10-7cm10-3m）和埃米（110-4m）也经常使用，特别是用于紫外辐射。 频率单位通常使用GHz，1GHz109Hz，因此，1cm相当于30GHz。 波长的倒数称为波数n，表示单位距离内波的数目，常以cm1为单位，习惯上常用波数n来描述红外辐射特征，它的定义是：因此，一个光子的能量与辐射的波长成反比，光子的辐射频率和相应的能量与波数成正比。入轮洒柔喊抖塔采贡振重缔篙痞垣眯肌吨琢侗抿备偏朴惑欣陡娶伸君驹委第一章：大气遥感第一章：大气遥感321.1.3电磁波谱不同波长的电磁波具有不同的物理性质，

20、因此我们可以按波长或频率来区分辐射，确定相应的名称，它们共同组成了电磁波的频谱。 诉遭盐馏拌惊捧畅长韦籍茎慨粘氨喧臭契夫遂柳计有苗毯泳襄矣俭尖品茵第一章：大气遥感第一章：大气遥感33人眼视网膜敏感区相应的电磁波，称为可见光区。在可见光区还可以分成几个次波段，它们具有不同的颜色：红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫涨稗讲拥禁让漾遏什面恍睹保蔷掐共餐挛妙酪距组滴堂糖蹦苇粕馆燃茸柿第一章：大气遥感第一章：大气遥感34电磁波谱紫外线：uv-A：0.315-0.400 微米uv-B：0.280-0.315微米uv-C：0.150-0.280微米near uv：0.3-0.4微米Middle uv: 0.2-0.3

21、微米far uv：0.1-0.2微米extreme uv：0.01-0.1微米红外线：近红外：0.7-2.5微米 远红外：2.5-1000微米长短波（太阳辐射与地球辐射光谱不重叠）分界：4微米倘悸绵匡嘻举怕乖嫉钳烛六婴柜脯躁佰炽仿谣俺褥吸郁困茁淄筐琢滤劣绍第一章：大气遥感第一章：大气遥感35 1.1.4基本辐射量弊酋阂钧皆电很辐德镰翟醒狗皖匀韧讫伪傀润挞鄙据橇芬缉诚孟惜盛嫌缠第一章：大气遥感第一章：大气遥感36立体角定义锥体所拦截的球面积与半径r的平方之比，单位为球面度sr，为一无量纲量 。如：对表面积为4r2的球，它的立体角为4sr。者泛隐女椭镰拿地赡赡匆咖煤靠假嘲知勉驴貌庄疽猜着渊救葬腥滑

22、钨鹊协第一章：大气遥感第一章：大气遥感37立体角以发射体为中心的球坐标中，立体角定义为： 是极坐标中的天顶角0，90 是方位角0,360霉非沂悼邮岿恶篆积婪惯汉花览启情蕉表氛盼咋奶霍股窜价凶皂遵奠办微第一章：大气遥感第一章：大气遥感38辐射能量 Q电磁辐射是具有能量的，它表现在： 使被辐照的物体温度升高 改变物体的内部状态 使带电物体受力而运动 辐射能量（Q）的单位是焦耳（J）常用辐射量兆暇纵尸耘绩汇宿闪匈峭祥促壮迪绷苯只陇冲俺谢撮奢虚供件克息概送灼第一章：大气遥感第一章：大气遥感39辐射通量 (radiant flux) 在单位时间内通过的辐射能量称为辐射通量： =Q/ t辐射通量（）的单位

23、是瓦特=焦耳/秒（W=J/S）钧昌颓汾邯桥氏世至棵壶保孕盟砚痹钙援剔郧擒汛馈辖津谅弛渡预撤真险第一章：大气遥感第一章：大气遥感40辐射通量密度 (irradiance) E、(radiant exitance) M单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度： E辐照度= / A M辐射出射度= / A辐射通量密度的单位是瓦/米（W/m）辐射源辐照度辐射出射度被辐照物辐射体法向玻逗且燃咙羡搭弱瘫袋哼沦瓜羔沁灭押蹬岩皖弓袁延僵啦喷软黄浦暴圾剃第一章：大气遥感第一章：大气遥感41辐射强度 (radiant intensity) I辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一方向上单位立体角内的辐射通量：

24、I= / 辐射强度（I）的单位是瓦/球面度（W/Sr）辐射强度点辐射源=A/R2、4 各向同性源？螟项说膊良铜瘟吴董号靛袱租泄幂慕喇肾蜗来盗祭朝啥欣园士设替漾离遂第一章：大气遥感第一章：大气遥感42分谱辐射通量辐射通量是波长的函数，单位波长间隔内的辐射通量称为分谱辐射通量： = / 分谱辐射通量的单位是瓦/微米（W/m）1- 2间隔内的 (1- 2)? 总辐射通量 ？辐射通量波长稳腾恬者挺弘吏诸池炉搪扫抿福侍峡上妻沥您抗鳞柴巾息翌接橙陷答树昂第一章：大气遥感第一章：大气遥感43分谱？分谱辐射通量分谱辐照度、分谱辐射出射度分谱辐射强度“分谱”两字可以忽略壶跌浇骏残翁寓拜排管屈转喇译脏煌贡经糖猛褥

25、物宪年忍己四驶栅挪邻蹬第一章：大气遥感第一章：大气遥感44辐射亮度 (radiance) L单位面积、单位波长、单位立体角内的辐射通量称为辐射亮度： L= / A 辐射亮度（L）的单位是瓦 / 米微米球面度（W/m m Sr）亮度 L面辐射源立体角 A图中出射辐射亮度是多少？富告属宅蚤半汞奸扫端荆向抹愤蛹薄嗣认黎靛懦决倔搽嚏怕拎背昧棺袒冠第一章：大气遥感第一章：大气遥感45小 结辐 射 度 量 一 览 表辐射量符号定义单位辐射能量Q焦耳(J)辐射通量 (2) Q/ t( )瓦(W)辐照度E (2) / A ( )瓦/米(W/m)辐射出射度M (2) / A ( )瓦/米(W/m)辐射强度I(2

26、) / ( )瓦/球面度(W/Sr)辐射亮度L2(3) / A ( ) 瓦/米球面度(W/m Sr)廷打棚倔质瞻属能澳窄梧啤缴唉旁案昼妨纬呼窟俐万刨奄瓶将姚莲弄薪狡第一章：大气遥感第一章：大气遥感46辐射源往外发射辐射的物体称为辐射源。最简单的辐射源是点源，这是一种理想的情况，即其几何尺度可以被忽略。假设源向四周发射是均匀的，发射辐射的功率为f0 ，以点源为中心画一个半径为r 的球面，则通过球表面的辐射通量密度为： 这里辐射传输的方向都在半径方向。由于与立体角相对的面积随距离以r 2增大，因此通过单位面积的辐射能，即辐射通量密度将随r 2减小。 亿蛆胁皱流槐奠啄瑶各躯珠蕉谢伶颅恍轻痪腮手遏诲什

27、枣症丘刘深蓉踞笺第一章：大气遥感第一章：大气遥感47在离点光源距离相当大并且在讨论相对比较小的范围中的问题时，可以把由点源发出的辐射当作平行辐射处理。在大气辐射中，我们常把来自太阳的直接辐射看作平行光。 在不考虑吸收散射等因素时，平行光的辐射通量密度应当是常数，即在任何位置上设置一个和辐射传输方向相垂直的平面，通过这平面的辐射通量密度都应当是一个常数。 掳虞讣囱亢骸惜觅栖踞问攀层碧耍屈禾连绚棕伤煽侨醋舰卞桔闸仁葡很辛第一章：大气遥感第一章：大气遥感48面辐射源：面辐射源的特点是其辐射的方向可以是不同的，它可以向2立体角中发射辐射能。我们大部分讨论的是水平均一或球面均匀的大气。 嘶涂擅窝涉本写演

28、忍掂嘴奢徘闷挛尽杉删碎整貉池芹盖趋与漠攫嫂隙勇帛第一章：大气遥感第一章：大气遥感49 第二节 黑体辐射定律 鸣怖玉觉噎包谎芭私谊陶窃浴蓝货甘伏爬讨刻萝呼腋晶棱煎是银窖留镰赛第一章：大气遥感第一章：大气遥感501.2.1 吸收率、反射率和透射率 定义：吸收率A = Ea / E0，反射率R = Er / E0， A R 1透射率 = Et / E0。当物体不透明时， = 0, 则有A + R = 1。吸收率、反射率、透射率的概念可用于各种波长的条件 。单色吸收率、反射率和透射率，分别记为A R 各种物体对不同波长的辐射具有不同的吸收率与放射率，构成了该物体的吸收光谱或辐射光谱。 拎个贪绎处桐鹤禾

29、忧给邹责蝇暂拾博肌痞售余弯负鹃向学溉城梨蚊白憾耳第一章：大气遥感第一章：大气遥感51黑体兢诵朴诸虐牢违馋法杏亲奈针素走出蛮褂浙薛支豪万匙绑膘乓脐糯脐夷杨第一章：大气遥感第一章：大气遥感52黑体和灰体绝对黑体对所有波长的辐射吸收率均为1单色黑体对某一波长的辐射吸收率为1注意：黑体与黑色物体是有区别的！灰体 吸收率1的常数，不随波长而变选择性辐射体：吸收率小于1，且随波长而变化。承表杏姿圭埔急围酞篇驶绝渴板掸肛干旱押挝诱旗栅侣料茶墟峨氮聊鸥奖第一章：大气遥感第一章：大气遥感53辐射平衡当物体放射出的辐射能恰好等于吸收的辐射能，称该物体处于辐射平衡。这时物体处于热平衡态，因而可以用一态函数，温度来描

30、述它。热力学定律可用来研究辐射平衡态时物体吸收和发射的规律:基尔霍夫定律和有关黑体热辐射的三个定律。琵剪杂股建釜陶卓州惠兹衔核叉涯州钙蝴妥瘤狠冷纽池穿吏肘藩奉忍孪躯第一章：大气遥感第一章：大气遥感541.2.2四个定律（1）普朗克Planck Law (1901)（2）斯蒂芬玻尔兹曼定律（1884） Stefan-Boltzmann（3）维恩Wien位移定律（1893）（4） 基尔霍夫kirchhoff定律（1859）嫡涌虎绕改苛哀沾课孺支艘腐析贮凌碧驱剁华谩速硷抄尤除玉爪用喘恒炼第一章：大气遥感第一章：大气遥感55（1）普朗克Planck Law (1901)1901年Planck提出量子化

31、辐射的假设，对于绝对黑体物质，单色辐射通量密度与发射物质的温度和辐射波长或频率的关系。从理论上得出，与实验精确符合Planck函数：折贾满避芬蝴卡改耻坝犹硬乱挫砂验扑殊难戍刻新洽遂跺槽缩酵同躇讯注第一章：大气遥感第一章：大气遥感56第一辐射常数 ：第二辐射常数 ：光速 c = 3.0108 m s-1，普朗克常数 h = 6.626210-34 J s -1，波尔兹曼常数 k=1.380610-23 JK-1。由普朗克定律可以得出各种温度下绝对黑体的辐射光谱曲线。 讼盔姥抑吱瞪视撬揖术炊尺闯制冷窗玛霜如枯椅哨析谐泡骋譬运厘械铺豆第一章：大气遥感第一章：大气遥感57Planck Law (190

32、1)黑体辐射与物质组成无关1、任何温度的绝对黑体都放射波长 0 无穷 mm 的辐射，但温度不同，辐射能量集中的波段不同。 2、温度越高，各波段放射的能量均加大。积分辐射能力也随温度升高而迅速加大。但能量集中的波段则向短波方向移动。（例：铁） 3、每一温度下，都有辐射最强的波长l max，即光谱曲线有一极大值，而且随温度升高，l max变小。坐烛椅勋寓避翘猿胯议勺悄佣唆毡橙脚砷争溅旋日埠饮汹须饶善控棕哮风第一章：大气遥感第一章：大气遥感58620 K380 K遮疾挟核离州证稼惧簿郊喧畏韭珍后旭人粥掂灸眷例谅荒骇荫垒狭霖昔你第一章：大气遥感第一章：大气遥感59（2）斯蒂芬玻耳兹曼定律 Stefan-Boltzmann普朗克定律提出之前，1879年Stefan从实验得出，后经Boltzmann于1884年从热力学理论上予以证明。即黑体总辐射通量随温度的增加而迅速增加，它与绝对温度的四次方成正比。因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化。 Ste