卫星气象学 第3章 气象卫星遥感大气的基本原理.pdf

第三章 气象卫星遥感大气的基本 原理 气象卫星遥感地球大气的温 度、湿度、云雨演变等气象要素, 是通过探测地球大气系统发射或 反射的电磁波而实现的。因此， 电磁辐射是气象卫星遥感的基础。 第一节 电磁波谱和辐射度量 一、电磁波谱 电磁波谱包括宇宙射线、太阳辐射、热辐射、无线电波等。 1、电磁波段的划分 太阳 地球大气 辐射 产 生 电 离 电磁振荡 电子跃迁 分子振动转动 机 制 宇 r 紫 可 红 亚 毫 分 厘 超 短 中 长 射 外 毫 米 米 米 短 光谱 区 宙 线 线 见 外 米 波 波 波 波 波 波 波 射 波 微 波 线 X 射 线 光 线 无 线 电 波 迟缓电振荡 波 长 1nm 1m 1cm 1m 31022 31020 31018 31016 31014 31012 31010 3108 3106 3104 3102 频 率 (Hz) 可见光 近 红 外 中红外 远 红 外 1.5 15 750 m 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.40 0.43 0.45 0.50 0.57 0.60 0.63 0.76微米 ▲ r 射线： 波长10-11 —10-4nm，生成：放射性元素蜕变，特征：几 兆电子伏特。 ▲ x 射线： 波长10-5 —0.0045m，生成：原子内部的电子从激发态 恢复到稳态，特征：波长短，频率高能穿透密度很大的 物质。 ▲ -5 紫外线：波长10 —0.35 m，生成：原子和分子内部的电子状态 改变，特征：频率较高，各种物质对短的紫外线有吸收。 ▲ 可见光：波长0.35—0.76 m，生成：原子内部的电子状态，特征： 对人眼有特殊的刺激。 ▲ 红外线：波长0.76—1000 m，生成：分子、原子的振动转动，特 征：与温度有关。 ▲ 微 波：波长：1mm—30cm 。大于30厘米的波称无线电波。 2 、电磁波各参数的关系和使用单位 ▲ 参数：波长 波数（1厘米长度内含有的波数） f 频率 c 光速=31010厘米/秒。 c =f 波在真空中的速度。  = /n波在介质的波长。V=f  波在介质中的速度。 n