太阳辐射与大气相互作用：遥感的物理基础

"大气对太阳辐射的影响-algorithms.s..dasgupta.c.h..papadimitriou.u.v..vazirani.mgh.2008" 在遥感技术中，理解大气对太阳辐射的影响至关重要。太阳辐射是地球上所有生命和气候系统的基本能源来源，但在其穿越大气层的过程中，能量会经历一系列的物理过程，包括反射、吸收和散射。这些过程对遥感数据的解析和解释有着直接的影响。 首先，大约30%的太阳辐射被云层和其他大气成分反射回太空，17%被大气吸收，22%被大气散射，只有31%能够到达地表。云层的反射作用尤其显著，因为它对所有电磁波段都有影响，这增加了遥感数据的复杂性。因此，遥感分析通常假设无云条件，仅考虑大气散射和吸收的衰减效应。太阳辐射通过大气层的透射率（τ）可以用公式（2-24）表示，它依赖于衰减系数（α+γ），该系数随波长变化，波长增加时，衰减减少。α代表气体分子的吸收，γ代表散射，x是大气厚度，e是自然对数的底。 大气的吸收作用是有选择性的，某些气体如氧气（O2）、水蒸气（H2O）和二氧化碳（CO2）会吸收特定波长的太阳辐射，形成吸收带。O2主要吸收短于0.2μm的紫外线，而在0.6μm和0.76μm有两个弱吸收带。O3，即臭氧，具有两个强吸收带，一个在0.2至0.36μm，另一个在0.6μm附近，使得这些波段的太阳辐射能量大大减少。 散射作用主要由气体分子、液态和固态粒子引起，散射的程度与粒子尺寸、形状和太阳辐射的波长有关。短波长的辐射更容易被散射，这就是为什么天空看起来蓝色的原因——短波长的蓝光比长波长的红光更易被空气粒子散射。 遥感技术是利用这些大气现象来获取地球表面信息的关键工具。遥感教材如本书，是为地理专业学生设计的，旨在介绍遥感的基本理论、知识和应用。教材涵盖从绪论到遥感图像处理和地理信息系统等多个章节，旨在提供一个全面的遥感学习框架，并随着技术的发展不断更新内容，反映学科的最新进展。对于教育学院、师专、中学地理教师以及多个领域的专业技术人员来说，这都是一个宝贵的参考资料。