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大氣吸收
鎖定
大氣吸收(atmospheric absorption)是指
大氣中各種成分,對
電磁波輻射在其中傳播時的吸收作用。
大氣吸收是選擇吸收,
太陽輻射通過長長的大氣路徑,遭受一系列吸收後到達地表,被吸收的能量轉變為
熱能、離化能或其它形式的能量,對確定各層大氣的物理和化學狀態起着重要作用。
- 中文名
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大氣吸收
- 外文名
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atmospheric absorption
- 學 科
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大氣物理學
- 性 質
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選擇吸收
- 吸收成分
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不同範圍的吸收成分不同
- 相關概念
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大氣吸收係數
大氣吸收定義
大氣吸收(atmospheric absorption)是指
大氣中各種成分,對
電磁波輻射在其中傳播時的吸收作用。
[1]
大氣吸收性質
大氣吸收是選擇吸收,
太陽輻射通過長長的大氣路徑,遭受一系列吸收後到達地表,被吸收的能量轉變為
熱能、離化能或其它形式的能量,對確定各層大氣的物理和化學狀態起着重要作用。
[1]
大氣吸收吸收成分
圖1幾種主要的大氣紅外吸收氣體的吸收帶中心波長
大多數太陽
紫外輻射在
高層大氣中被
氧和
氮所吸收(2600A至更短波長),所以高層大氣中氧和氮分子遭受光化學離解,以
原子態出現。2000 -3000A左右的太陽紫外輻射,主要由
臭氧吸收。太陽
可見光輻射的吸收較少,因為這裏是
大氣窗區。
[1]
在紅外範圍內主要的吸收氣體是
水汽、
二氧化碳和臭氧,圖 1 中列出了它們的
吸收帶中心波長。在
微波範圍內,主要吸收成分是氧氣(波長4 - 6mm)和水汽(波長1.35cm 和 1.6mm附近)。
[1]
氧分子具有
磁偶極矩,水分子具有剩餘
電偶極矩。在電磁場的作用下,當電磁波的頻率與分子轉動能級躍遷頻率一致時,分子吸收電磁波的能量,其轉動能級由低向高躍遷,形成
共振吸收。在分子碰撞的情況下,這種共振吸收譜線不是頻率單一的譜線,而是有一定的頻譜寬度。這樣,氧和水汽不僅激烈地吸收頻率與吸收譜線中心頻率十分相近的
電磁波,也會吸收頻率不一致的
電磁波。
大氣吸收大氣吸收係數
光輻射在通過大氣到達被照面的過程中,大氣對
光輻射的吸收、散射及反射作用造成光輻射的削弱,光輻射這種削弱程度叫做
大氣吸收係數。大氣吸收係數可以用圖2 中式(1)表示
[2]
圖2 大氣吸收係數
大氣吸收研究進展
對上述大氣吸收已提出很多理論模式和近似計算方法,例如週期帶模式、隨機帶模式等。隨着計算機技術的日益發展,已有人嘗試對真實大氣中的吸收氣體成分進行逐線計算。
[1]
- 參考資料
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1.
《大氣科學辭典》編委會.大氣科學辭典.北京:氣象出版社,1994
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2.
李炳華, 陳力, 馬名東,等. 大氣吸收係數的研究與應用[C]// 中國照明學會. 2005:22-27.