大气消光

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光波在大气中传播时,因受气溶胶和气体分子的散射和吸收而减弱的现象,也称大气衰减。光波在传播过程中,其强度Iλ按指数律衰减:

式中λ 为波长;I为未衰减时的强度;r 为距离;R 为终点距离;μλ(r) 是传播路径上的消光系数或衰减系数,其单位为厘米 -1(或公里-1)。称为这段路程的大气光学厚度(τλ)。Iλ/I称为大气透射比或大气透过率(Tλ)。Tλ=Iλ/I=e-τλτλTλ都无量纲。大气透射率表示通过距离为R的路径后,能透过的辐射量占入射辐射量的百分率。如果光在铅直方向由大气外界至某一高度传播时,则此量称为大气透明度。令 μλ=μmλ+μmλ,式中μmλμpλ,分别为分子和气溶胶的消光系数。海平面上,0.55微米波长的分子消光系数一般为1.16×10-2公里-1,而相应的气溶胶消光系数随大气能见度状况不同而有很大差异,但即使在晴朗天气状况下,也比分子消光效应大得多。这两种消光系数均随波长而变。在只有散射而无吸收的特殊条件下,分子的消光效应按瑞利散射的规律,与波长的四次方成反比。气溶胶的消光效应比较复杂,一般而言,它随波长的变化不如瑞利散射那样强烈(见大气散射)。主要由于水汽和臭氧含量的差异,整层大气的透过率随地区、季节而变化,这对遥感探测有重要的意义。