MODTRAN大气计算工具：光谱模式与参数详解

Modtran是一款强大的软件工具，专用于计算和分析大气传输，特别是在可见光、红外和紫外线波段内的光谱特性。它支持两种主要的波段模式：高分辨率的MODTRAN模式（默认1cm-1）和较低分辨率的LOWTRAN模式（20cm-1）。用户可以通过设置MODEl选项来选择预定义的大气模型，包括热带、中纬度夏季和冬季、亚北极区季节性气候条件，以及1976年的美国标准大气模型。此外，用户还可以输入自定义大气参数。 选择SPEED参数允许调整相关系数k的精度，有'Slow'（33个k值）、'Medium'（17个k值）两种选择。这会影响计算速度与准确性之间的权衡。 在处理大气路径时，ITYPE参数定义了路径类型： - ITYPE=1：水平路径，适用于常压条件下的简单计算。 - ITYPE=2：两个海拔之间的垂直或斜向路径，适合研究地形影响。 - ITYPE=3：从一个海拔到太空的垂直路径，适用于模拟高层大气或外空场景。 IEMSCT选项控制程序的功能： - IEMSCT=0：仅计算透射率，不涉及辐射平衡。 - IEMSCT=1：透射率和辐射平衡计算，包括单次散射。 - IEMSCT=2：进一步计算大气辐射平衡和太阳/月亮散射辐射，可选多次散射。 - IEMSCT=3：主要用于模拟卫星观测条件下的多次散射。 对于多次散射的处理，IMULT参数起关键作用： - IMULT=0：忽略多次散射，适用于简单的一次通过计算。 - IMULT=1：启用多次散射，适用于大多数大气应用，推荐使用。 - IMULT=-1：针对特定高度（除非ITYPE=3且H2≥0），特别设计用于模拟卫星高度的多次散射。 M1至M6和MDEF变量允许用户个性化输入温度、压力、大气分子数据以及自定义大气层结构。当MODEl设置为0或7时，这些变量无效，用户必须提供完整的剖面数据。通过这些参数，Modtran能够灵活地满足各种大气传输模拟的需求，从简单的光谱透过率计算到复杂的辐射平衡分析。