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1、遙感09級(jí)大氣遙感考試復(fù)習(xí)一、名稱解釋(6X5=30分)1、立體角:錐體所攔截的球面積。與半徑r的平方之比,單位為球面度sr,為一無(wú)量綱量。2、輻照度:?jiǎn)挝幻娣e單位時(shí)間通過(guò)的能量,即輻射通量密度。3、太陽(yáng)天頂角:天頂角即入射光線與當(dāng)?shù)靥祉敺较虻膴A角。太陽(yáng)天頂角和太陽(yáng)高度角互為 余角。4、陽(yáng)傘效應(yīng):由氣溶膠的輻射特性引起的地面冷卻效應(yīng)。類似于遮陽(yáng)傘,故稱為邛陽(yáng)傘效 應(yīng)”。5、大氣質(zhì)量:傾斜路徑的光學(xué)厚度與垂直路徑光學(xué)厚度之比6、日射:某一給定地點(diǎn)單位水平面上的太陽(yáng)輻射通量。它主要取決于太陽(yáng)天頂角,同時(shí)也 依賴于日地距離的變化。7、消光系數(shù):當(dāng)消光截面乘以粒子數(shù)密度(厘米3)或當(dāng)質(zhì)量消光截面乘以密

2、度(克厘米 -3)時(shí),該量稱為“消光系數(shù)”,它具有長(zhǎng)度倒數(shù)(厘米-1)的單位。8、單次散射反射率:輻射發(fā)生每一次消光(或簡(jiǎn)稱散射)過(guò)程中,遭受散射的百分比。二、填空(10X2=20 分)1、反射率、吸收率、透射率關(guān)系吸收率 A = Ea / E0,反射率 R = Er / E0,透射率 t = Et / E0。則:A +R+D。2、灰體的吸收率與波長(zhǎng)的關(guān)系吸收率為1的常數(shù),不隨波長(zhǎng)而變。3、普朗克常函數(shù)定義的物理量和單位是什么?普朗克函數(shù)表示了對(duì)于絕對(duì)黑體物質(zhì),單色輻射通量密度與發(fā)射物質(zhì)的溫度和輻射波長(zhǎng)_ 2hc 2或頻率的關(guān)系。烏T) =hx 5expKr)T式中,B是單色輻射通量密度,c是

3、光速,T是亮溫(絕對(duì)溫度,單位是開爾文),人是 相應(yīng)波段的波長(zhǎng),、:、-為普朗克常量,:二二丁工:、-二(.三 為波爾茲曼常數(shù)。4、太陽(yáng)大氣分為哪兩個(gè)區(qū)域?太陽(yáng)大氣分成色球?qū)雍腿彰醿蓚€(gè)區(qū)域。5、粒子的尺度參數(shù)與波長(zhǎng)、粒子半徑的關(guān)系尺度參數(shù)x與波長(zhǎng)X和粒子半徑。的關(guān)系為:x=g*6、太陽(yáng)輻射的能量主要集中在哪些波段太陽(yáng)輻射的能量主要集中在可見光波段,0.210.0pm波段占全部太陽(yáng)輻射的99.9%。7、光子的能量跟輻射波長(zhǎng)什么關(guān)系光子的能量與輻射波長(zhǎng)成反比8、氣溶膠哪三大類?霧,指液體粒子的凝聚性氣溶膠和分散性氣溶膠;塵,指固態(tài)粒子的分散性氣溶膠; 煙,指固態(tài)粒子的凝聚性氣溶膠。10、大氣當(dāng)中水

4、汽、氣溶膠、二氧化碳三者當(dāng)中變化最大的是什么?大氣中水汽含量的變化最大,氣溶膠濃度的變化次之,二氧化碳的變化比較小。三、簡(jiǎn)答5X10分(有40分的簡(jiǎn)答題,還有10分未知)1、輻射傳輸方程比爾-布格-朗伯定律(會(huì)推導(dǎo)),最簡(jiǎn)單的輻射傳輸方程當(dāng)忽略多次散射和發(fā)射的增量貢獻(xiàn)時(shí),輻射傳輸方程可以簡(jiǎn)化為:dI,=-1 k p ds 入如果在s=0處的入射強(qiáng)度為I入(0),則在si處,其射出強(qiáng)度可以通過(guò)對(duì)上式的積分獲 得:I入(s1) = “ (0)exp(-j s1k對(duì) ds)0假定介質(zhì)消光截面均一不變,即k入不依賴于距離s,并定義路徑長(zhǎng)度:u = j s1p ds0則此時(shí)出射強(qiáng)度為:1入(si)= 1

5、入(0)exp(對(duì)),這就是著名的比爾一布格一朗伯定律。2、可見光跟近紅外散射波段的遙感過(guò)程,在這一過(guò)程中要考慮大氣的影響,輻射反射過(guò)程 及能量影響對(duì)于近紅外與可見光波段,大氣自身輻射可以忽略不計(jì),大氣路徑輻射頂主要來(lái)源于大 氣對(duì)太陽(yáng)輻射的多次散射。大氣狀況最主要的影響因素是大氣氣溶膠的變化,即大氣光學(xué)厚 度的變化。3、瑞利散射、米散射區(qū)別以及聯(lián)系瑞利散射的前后向散射相等,而米散射前向大于后向,而且x越大,向前散射所占比越 大。但是米后向散射仍大于瑞利散射時(shí)的后向散射。所以米散射包含瑞利散射,瑞利散射是米散射的特殊。4、地基法(長(zhǎng)法)測(cè)定太陽(yáng)常數(shù)的原理長(zhǎng)法原理:大氣質(zhì)量的有效路徑長(zhǎng)度為usec

6、6,u = j %P dZ,按照比爾-布格-朗伯 0Z1定律,在地表高度上所觀察到得波長(zhǎng)人的直接太陽(yáng)輻射的輻照度匕可寫為:F = F exp( - ku sec 6 ) = FT;F0是大氣頂?shù)奶?yáng)單色輻照度,k是單色質(zhì)量消光截面,T人是單色透過(guò)率。用m表示sec 60。對(duì)方程兩邊取對(duì)數(shù),有:ln 七=ln F0 + m ln T通過(guò)畫出F對(duì)m的直線圖即蘭利圖,求出F0。如果對(duì)整個(gè)太陽(yáng)光譜波長(zhǎng)進(jìn)行單色輻射度觀測(cè),則孔=:FxpX,其中F0是日地間的實(shí)際距離r時(shí)的輻照度。利用平均距-( r V離r0 = a則可確定太陽(yáng)常數(shù)S: S =-5、輻射傳輸方程源函數(shù)在可見光、近紅外、熱紅外各自考慮哪幾項(xiàng)

7、源函數(shù)是表示由于發(fā)射或多次散射造成的強(qiáng)度增大量,對(duì)于近紅外與可見光波段,大氣 自身輻射可以忽略不計(jì),大氣路徑輻射頂主要來(lái)源于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的多次散射。熱紅外輻 射的大氣傳輸方程考慮自身發(fā)射和吸收作用,而一般忽略多次散射。6、用modis近紅外波段反演大氣水汽的原理衛(wèi)星傳感器所接收的入瞳輻射亮度的簡(jiǎn)化形式可以表示為:Le(X) = Ls (k)T(人)pn) + Lph n) (1)(1)式中,LSensr)為傳感器的測(cè)量輻射,L/)為大氣上界的太陽(yáng)輻射,T(k )為 總的大氣透過(guò)率,p(k)指下墊面的反射率,L皆是指路徑的散射輻射。avl定義表觀反射率 P *(k ) = mor (k ) =

8、 T (k ) P (k ) + Lpah ( )(2)、(k)y(k)假定在氣溶膠光學(xué)厚度非常小的時(shí)候可以忽略Lp席),因此,可以將Q)式改寫為:P *(k) = T (k) p (k)假定地表反射率在這水汽吸收波段和大氣窗口波段是恒定不變的,那么,可以利用 這兩個(gè)波段的比值來(lái)確定相應(yīng)水汽吸收波段的透過(guò)率。例如0.94 um的透射率可以表示為:T (0.94Rm) = p*(0.94Rm)/p*(0.865四m)如果地表反射率隨波長(zhǎng)線性的變化,那么可以再加上一個(gè)大氣窗口波段,利用3波段 比值來(lái)確定水汽吸收波段的透過(guò)率,如式(3)所示:Tb (0.94 Rm) = p* (0.94Rm) /* p* (0.865 Rm) + C2* p*(1.24rm) (4)利用式(3)或式(4)所述的公式計(jì)算波段比值,建立一個(gè)波段比值隨著水汽含量 變化而變化的查找表,利用查找表查算程序根據(jù)波段比值查找水汽含量。7、輻射能量、輻射通量、通量密度和輻射強(qiáng)度、輻射亮度這幾個(gè)物理量之間的區(qū)別和聯(lián)系輻射能量:電磁輻射具有的能量,單位是焦耳(J)輻射通量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的輻射能量,單位是瓦特=焦耳/#(W=J/S)輻射通量密度:?jiǎn)挝幻娣e上

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