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大氣窗
鎖定
地球輻射能夠較好地穿透大氣的一些波段。
對應這些波段,大氣窗分為可見光窗區、紅外窗區和射電窗區。
- 中文名
- 大氣窗
- 外文名
- atmosphericwindow
- 相關術語
- 大氣輻射
- 學科分支
- 大氣物理學
大氣窗描述
通過大氣的太陽輻射或地球大氣輻射將被大氣中某些氣體所吸收,吸收的程度因波長的不同有着很大的差異:這些輻射在某些波段幾乎被吸收殆盡,就像光通過濃霧;而在另一些波段則暢通無阻,在這些吸收最弱的波段,太陽輻射和地球大氣輻射可以像光通過窗户那樣透過大氣,這些波段稱做大氣窗。
大氣窗分類
(1)可見光窗區
波長為 0.3~0.7 μm的可見光波段,能夠穿透大氣被人們的視覺直接感受到。這波長範圍的輻射,大氣吸收很少,主要因大氣分子和氣溶膠的散射而衰減。一些激光發射波長位於可見光窗區,如 0.4880 μm(氬離子激光)、0.6328 μm(氦氖激光)、0.6943 微米(紅寶石激光)等波長都沒有顯著的吸收。但也可能存在少數的吸收線,如紅寶石激光要注意避開 0.69438 μm的水汽吸收線。
(2)紅外窗區
水汽分子是紅外輻射的主要吸收體。較強的水汽吸收帶位於 0.71~0.735微米,0.81~0.84微米,0.89~0.99微米,1.07~1.20微米,1.3~1.5微米,1.7~2.0微米,2.4~3.3微米,4.8~8.0微米。在 13.5~17微米處出現二氧化碳的吸收帶。這些吸收帶間的空隙形成一些紅外窗口。其中最寬的紅外窗口在 8~13微米處。17~22微米是半透明窗口。22微米以後直到 1 毫米波長處,由於水汽的強吸收,對地面的觀測者來説完全不透明。
(3)射電窗區
波長在 1 毫米(300 吉赫)至 30 米(10 兆赫)的電磁波能較好地穿透大氣。此窗區的短波端,屬微波範圍, 稱為微波窗區。在窗區內還出現以氧分子吸收為主的 2.53 mm和 5 mm的吸收帶, 以及以水汽吸收為主的 1.64 mm和 1.35 cm的吸收帶,為了避開這些吸收帶,微波窗區的波長常用 3.3 mm、8~9 mm和 3 cm等 。射電窗區長波端的上限主要由電離層的臨界頻率所限制,後者與太陽活動、太陽高度角、地理位置等因素有關。通常,頻率低於 10 兆赫的電磁波將不能穿透電離層。
[2]
大氣窗應用
大氣窗在大氣輻射和遙感探測方面都具有重要意義,例如可見光窗區使我們能得到太陽的光和熱,用於可見光攝影;紅外窗區被廣泛地用作熱成像遙感,常用的衞星雲圖就利用紅外窗區進行“拍攝”;氣象雷達和衞星通信的波長都選在射電窗區。為了發展衞星遙感技術,大氣窗區衰減機制和透過率的研究具有很大的重要性。
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