气象卫星遥感大气的基本原理

合集下载

简述遥感的基本原理及应用

简述遥感的基本原理及应用

简述遥感的基本原理及应用遥感是利用人造卫星、飞机、无人机或地面观测站等平台对地球表面进行观测和测量的技术。

遥感的基本原理是通过接收和记录地球表面反射和辐射的能量,并将其转化为电信号,进而提供地面信息和数据。

遥感技术主要应用于地质勘探、农业、气象、环境保护、城市规划等领域。

遥感的基本原理包括电磁波与物体相互作用、反射与辐射、传感器及数据的获取与处理等。

遥感利用电磁波来获取地面信息,电磁波通过空气、云、尘埃等自然界中的物质传播,当它与地球表面上的物体相互作用时,会发生反射、散射、吸收等过程。

利用这些过程,遥感技术可以测量并分析地球表面上的对象的光谱、热力学特性和形状等重要信息。

遥感的应用广泛,涵盖了很多领域。

在地质勘探方面,遥感可以帮助寻找地下资源,如石油、天然气和矿藏。

通过分析地质特征、土壤类型和植被覆盖等信息,可以确定矿区位置和资源储量。

在农业领域,遥感可以监测作物的生长状况、土壤湿度和病虫害等问题,提供精确的农作物管理和灾害预警信息。

在气象领域,遥感可以监测大气成分、云层和降水等,为气象预报和天气监测提供重要数据。

在环境保护方面,遥感可以检测森林覆盖变化、土地利用变化和水资源管理等问题,促进可持续发展和生态保护。

在城市规划方面,遥感可以提供城市发展和用地规划所需的数据,帮助城市规划师做出更科学的决策,在城市建设过程中提高效率和减少资源浪费。

遥感还有其他一些应用领域。

例如,遥感可以监测自然灾害,如洪水、地震、火灾等,及时提供救援和应急响应。

遥感还可以监测海洋和水质,了解海洋生态系统的变化和海洋资源的利用情况。

另外,遥感还可以用于考古学领域,帮助寻找古代文明的遗址和文化遗产等。

此外,遥感技术还可以用于导航和测绘等领域,提供高精度的地理数据。

总之,遥感技术的基本原理和应用十分重要和广泛。

通过利用遥感技术,可以获取地球表面的重要信息,提供决策支持和数据支持,促进各个领域的发展和进步。

同时,随着遥感技术的不断发展和创新,未来遥感技术的应用领域还将继续扩大,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

卫星监测大气原理

卫星监测大气原理

卫星监测大气原理卫星监测大气原理是利用卫星从太空中获取有关大气层的各种信息的一种技术方法。

卫星会通过测量大气层中的各种物理参数,如温度、湿度、气压、风速、云量等来监测大气的变化和演变过程,从而对大气的气候与气象状况进行分析和预测。

卫星监测大气的原理首先是利用卫星携带的遥感仪器来观测大气的光学、热学、电学等性质,并将其转换成电磁波信号。

然后,这些信号会通过卫星上的接收机传回地面的接收站,接收站将信号转化为可读取和分析的数据。

在卫星监测大气的过程中,主要采用的遥感技术包括:红外线遥感、微波遥感和紫外线遥感。

红外线遥感主要通过测量大气层放射和散射的红外线辐射来监测大气温度、湿度和云量等;微波遥感主要是通过测量大气层散射和吸收微波辐射来获取大气中的水汽含量和云量等信息;紫外线遥感则是通过测量大气层阻挡和散射的紫外线辐射来获取臭氧等特定气体的浓度。

卫星监测大气的原理是基于大气层各种物理参数与辐射的相互作用关系来实现的。

大气层中的不同气体对不同波长的辐射具有不同的吸收和散射特性,而这些特性又与气体的浓度和温度等因素相关联。

通过测量大气层中不同波长辐射的强度和特征,可以间接推断出大气层中的各种物理参数和气候状况。

卫星监测大气的数据主要通过卫星观测仪器的遥感能力来获取,这些仪器通常具有高分辨率、多频道、宽波段等特点,能够对大气层进行全天候、全时段的观测。

通过卫星获取的遥感数据可以进行数字处理、图像重建和数据分析等,从而揭示大气的结构、演变和变化趋势等。

卫星监测大气的原理在现代气象学和气候学中起着重要的作用。

通过卫星遥感技术,不仅可以获得大范围、高时空分辨率的大气观测数据,还能提供多种气象要素之间的相互关系和变化趋势分析。

这些数据对气象预报、气候变化研究、环境监测和灾害预警等方面都具有重要的应用价值。

卫星监测大气的原理是通过利用卫星上的遥感仪器观测大气辐射的吸收、散射和发射等特性,以推断大气层中的各种物理参数和气候状况。

气象卫星技术

气象卫星技术

气象卫星技术随着科技的不断进步,气象卫星技术在现代气象学中扮演着非常重要的角色。

气象卫星技术通过利用卫星对地球大气进行观测,提供了海量且准确的气象数据,并为气象预报、灾害预警等工作提供了可靠的支持。

本文将对气象卫星技术的原理、应用和发展前景进行探讨。

一、气象卫星技术的原理气象卫星技术基于遥感原理,通过搭载在卫星上的各类传感器对地球大气进行观测。

传感器可以探测可见光、红外线、微波等不同波段的辐射,将这些辐射信号转换为图像或数据传回地面。

这些传回的数据可以提供有关地球大气的温度、湿度、气压、云量、云高、降水等信息。

卫星传感器通过扫描或成像方法对地球大气进行遥感观测,其原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 接收辐射:卫星传感器接收来自地球表面和大气的辐射信号。

2. 辐射传输:辐射信号在大气中传输,被大气吸收、散射或反射。

3. 接收卫星信号:卫星传感器接收经过大气传输后的信号。

4. 数据处理:通过算法对接收到的信号进行处理,提取有用的气象信息。

5. 数据传输:将处理后的数据传回地面,供气象预报和科学研究使用。

二、气象卫星技术的应用气象卫星技术的应用范围非常广泛,主要体现在以下几个方面:1. 气象预报:气象卫星技术提供了海量的气象数据,可以用于分析和预测天气变化趋势。

通过对云量、降水、温度等数据的监测和分析,气象预报机构可以预测出未来数小时、数天甚至数周的天气情况,为社会各界提供准确的天气预报服务。

2. 灾害监测:气象卫星技术可用于监测台风、暴雨、干旱等气象灾害。

卫星传感器可以及时探测到这些灾害的形成和发展过程,为防灾减灾工作提供重要的信息支持。

同时,卫星图像还可以用于灾区的实时监测和评估,帮助相关部门做出及时合理的应对措施。

3. 气候研究:气象卫星技术对于研究地球气候变化具有重要意义。

通过长期观测和监测,科学家们可以获得大范围、连续的气象数据,并分析、验证气候变化模型。

这些数据和模型有助于了解气候系统的演变规律和影响因素,为制定应对气候变化的政策和措施提供科学依据。

遥感工作原理

遥感工作原理

遥感工作原理
遥感是指通过从遥远的地球表面或大气层上获取的能量来收集地球表面和大气层信息的一种科学技术。

遥感系统通常由传感器、数据传输和处理系统组成。

遥感工作原理主要是基于能量的电磁感应和辐射传输原理。

当太阳辐射照射到地球表面或大气层时,不同的物体和表面会对太阳能量进行吸收、散射和反射。

这些散射和反射的能量会通过传感器接收并传输到数据处理系统进行分析。

常用的遥感传感器根据所使用的能量波段可以分为光学传感器和微波传感器两类。

光学传感器通过接收可见光和红外辐射来获取地球表面信息。

可见光传感器获取的是物体的颜色、形状和纹理等信息,而红外传感器则可以探测物体的温度和热辐射特性。

微波传感器则利用微波信号的穿透能力,获取地球表面和大气层的信息。

微波在雾、云层以及一些地质层面上都有很好的穿透能力,可以获取地下水、地表土壤湿度等信息。

通过遥感技术可以获取到的地球表面和大气层信息包括地质结构、地表温度、气候变化、水资源等。

这些信息对于地质勘探、环境监测、灾害预警等应用具有重要意义。

需要注意的是遥感技术也有一些限制,例如受大气干扰、云层阻挡等影响,有时无法直接获取到所需的信息。

因此,遥感数
据的处理和分析也是遥感工作中不可或缺的一环。

通过数字图像处理、数据融合等技术,可以提高图像质量和信息提取的准确性。

卫星气象学气象卫星遥感大气的基本原理

卫星气象学气象卫星遥感大气的基本原理

? ? L ? 1
? 2?
L(? ,? )sin ? d? d?
4? 0 0
若辐射是轴对称的,则上式为
? 1
L?
?
L (? ) sin ? d ?
20
由L(n)=?3Q/?A?t?? =?2? /?A?? =?F/?? 式辐射通量 密度与辐射率的关系为
?? ?? ? 2? r
? 2? r
F ? ?0 ?0 L s cos? d? ? ?0 ?0 L s cos? sin? d? d?
? n= ?/n波在介质的波长。
n=(?r/? r)1/2介质折射指数。
?r 介电常数
? r导磁率。
▲ 关系: ?f=c
f=C/ ? ? =c/f ?=1/ ? =f/c
▲ 单位:1千兆赫(GHz )= 103兆赫(MHz )
= 106千赫(KHz ) = 109赫(Hz ) 1米=102厘米(cm)=103毫米(mm)=106微米(? m) =109纳米(nm)
f=( EJ ? EI)/h 电磁辐射既有波动特性,也有粒子特性。
波长较长的可见、红外线波动性表现明显; 而波长较短的r、x射线,其粒子性表现明显。 电磁辐射在空间传播时,常显示出波动性质; 电磁辐射的吸收和发射时,显示出粒子的性质。
二.基本辐射量
▲ 辐射能(Q):指电磁波携带的能量或物体发射辐射的全部
辐射源在某一方向上单位立体角内的面积
的辐射通量。
I=?? /??
若各向同性则I=? /4?
单位:瓦/球面度(W/Sr)
▲ 辐射率(辐射亮度) (L):在单位时间内通过 垂直面元法线方向上单位面积、单位立体角的辐 射能。
在垂直法线方向: L (n)=?3Q/?A?t?? =?2? /?A?? =?F/??

大气科学中的气象雷达与卫星遥感技术

大气科学中的气象雷达与卫星遥感技术

大气科学中的气象雷达与卫星遥感技术气象雷达和卫星遥感技术是大气科学领域中非常重要的观测手段,它们能够提供关于大气状态和天气现象的信息,为我们预测天气变化和研究气候变化提供重要支持。

本文将介绍气象雷达和卫星遥感技术的原理、应用和发展趋势。

一、气象雷达技术气象雷达是一种利用雷达波束与大气中的液态和固态降水物质交互作用而形成的回波信号来探测降水和其他气象现象的仪器。

其工作原理是向大气中发射无线电波,当波束遇到大气中的液态或固态降水物质时,会被散射回雷达接收器,形成回波信号。

通过分析这些回波信号的强度、位置和时间等信息,可以判断降水类型、强度以及降水带的移动趋势。

在气象预报中,气象雷达能提供精确的降水信息,如降水类型(雨、雪、冰雹等)、降水强度以及降水带的范围和移动速度等。

这为大气科学研究人员提供了非常重要的数据基础。

气象雷达还能用于探测风暴、雷电和天气前沿等现象,为防灾减灾和天气预警提供重要依据。

目前,气象雷达技术已经取得了重大发展,从最初的反射式雷达到现代的多普勒雷达,以及双线偏振雷达等。

这些新技术提供了更高分辨率、更准确的数据,为研究天气现象和气候变化提供了更多细节。

二、卫星遥感技术卫星遥感技术是利用卫星传感器获取地球表面物理量和环境信息的技术。

通过卫星遥感,可以获取大气的温度、湿度、云量、云类型和水汽含量等参数。

同时,卫星遥感还能提供地表温度、植被覆盖、地表湿度等地表特征的数据,为气象研究和气候模式提供重要输入。

卫星遥感技术主要基于电磁波与物质相互作用的原理。

卫星发射的电磁波通过大气层到达地球表面,与地表物体发生散射、反射或吸收,再由卫星接收到达地面的反射或散射信号。

通过对这些信号进行分析,可以推断出地表特征和大气参数等信息。

在大气科学研究中,卫星遥感技术的应用非常广泛。

通过卫星遥感可以获取大范围的气象信息,如全球的云图、温度分布和海洋表面温度等。

这些数据为天气预报、气候监测和环境评估提供了基础数据。

气象卫星遥感测绘技术的基本原理与操作流程

气象卫星遥感测绘技术的基本原理与操作流程

气象卫星遥感测绘技术的基本原理与操作流程气象卫星遥感测绘技术是一项重要的技术手段,用于获取地球大气环境的相关数据。

它通过搭载在卫星上的遥感传感器,通过对地球表面的观测和测量,实现对气象信息的获取、分析和预测。

在气象预报、环境监测等方面发挥着重要作用。

下面将从基本原理和操作流程两个方面对气象卫星遥感测绘技术进行介绍。

一、基本原理气象卫星遥感测绘技术的基本原理是基于遥感测绘技术。

遥感是一种通过对目标进行间接观测和测量的手段,其主要依靠传感器接收目标辐射或散射的能量来实现。

而卫星遥感则是指通过卫星携带的遥感传感器对地球表面进行观测和测量。

卫星遥感测绘技术主要利用光学、热红外等传感器对大气和地表进行观测。

光学传感器主要利用可见光和红外光的传播特性,直接获取大气和地表的相关信息。

而热红外传感器则通过测量目标发射的红外辐射来获取温度和湿度等重要参数。

二、操作流程1. 卫星数据获取与预处理气象卫星遥感测绘技术的操作流程首先要获取卫星数据。

卫星数据主要通过地面接收站进行接收和存储。

接收站通过卫星的观测数据与全球定点数据进行交换,获取到所需的卫星数据。

获取到的卫星数据通常是原始数据,需要经过预处理。

预处理主要包括数据去噪、辐射校正、几何校正等步骤。

去噪是为了减少原始数据中的干扰信号,提高数据的可靠性。

辐射校正是为了将原始数据中的辐射值转换为较为准确的大气或地表参数。

几何校正则是将原始数据进行地理坐标转换和校正,将数据与地球表面上的地理位置相对应。

2. 数据处理与分析在完成数据的预处理后,接下来需要进行数据处理与分析。

这一步骤需要利用遥感图像处理软件进行。

数据处理与分析主要包括图像增强、图像分类和图像解译等。

图像增强是为了提高图像的质量和可读性,通常包括对比度增强、锐化、滤波等处理。

图像分类是将遥感图像中的目标按照相似性质进行分类,通常采用的方法有基于像元的分类和基于物体的分类。

图像解译是根据遥感图像的特征和专业知识,对图像中的目标进行解释和分析,以获取目标的相关信息。

气象学中的气象卫星遥感技术在气象预报中的应用

气象学中的气象卫星遥感技术在气象预报中的应用

气象学中的气象卫星遥感技术在气象预报中的应用气象预报是为了预测未来某一地区天气情况而进行的科学活动。

随着科技的不断发展,气象卫星遥感技术在气象预报中的应用日益广泛。

本文将从气象卫星遥感技术的原理、在气象预报中的具体应用以及优势和挑战等方面进行论述。

一、气象卫星遥感技术的原理气象卫星遥感技术主要是利用人造气象卫星对地球表面进行观测,获取大气、云层和地表温度、湿度、风向等气象要素,进而为气象预报提供数据支持。

其原理主要包括以下几个方面:1. 电磁波传感:气象卫星利用搭载的遥感仪器,通过接收来自地球表面的电磁波辐射,利用电子设备将其转化为数字信号,再经过处理和解算得到气象要素的数据。

2. 频率选择:不同气象要素对应的辐射频率不同,通过选择合适的接收频率可以获取想要的气象数据,如红外频段可获得云层温度信息。

3. 成像技术:遥感卫星采用成像技术将获得的气象数据以图像的形式呈现,便于观测人员进行分析和解读。

二、气象卫星遥感技术在气象预报中的应用气象卫星遥感技术在气象预报中有着广泛的应用,具体体现在以下几个方面:1. 实时监测天气变化:卫星遥感技术能够实时获取大范围的气象信息,包括云层分布、降水情况等,实现对天气变化的实时监测。

这为气象预报员提供了重要的数据支撑,能够准确预测天气的变化趋势。

2. 风暴预警与监测:通过卫星遥感技术,可以实时监测到风暴的形成和发展情况。

卫星图像能够清晰展示降水带和云团的位置,预警系统能够根据这些信息提前发布警报,减少自然灾害的损失。

3. 气象灾害预警:卫星遥感技术还能够监测火山爆发、地震、台风等气象灾害的发生情况。

及时提供相关数据,帮助政府和救援队伍采取相应措施,保护人民的生命财产安全。

4. 气候变化研究:卫星遥感技术还可以帮助科学家们进行气候变化研究。

通过长期观测和收集数据,科学家们可以分析变暖、降雨量变化等现象,为制定相应的应对措施提供科学依据。

三、气象卫星遥感技术在气象预报中的优势与挑战气象卫星遥感技术在气象预报中具有多重优势,但也面临一些挑战。

气象卫星遥感大气的基本原理

气象卫星遥感大气的基本原理
多光谱成像技术利用不同物体在不同 波长光谱下的反射特性,通过测量这 些反射辐射的强度,可以反演出大气 的污染物质浓度、植被覆盖情况和城 市热岛效应等参数。
04
气象卫星遥感大气的主要应用
天气预报与气候预测
天气预报
气象卫星遥感通过观测地球大气层的温度、湿度、气压和风速等信息,为天气预报提供实时数据支持,帮助预报 员准确预测天气变化趋势。
气候预测
气象卫星遥感数据被广泛应用于气候预测,通过对长时间序列的大气参数和地表特征进行监测和分析,有助于理 解气候变化规律,预测未来气候趋势。
大气污染监测与防治
大气污染监测
气象卫星遥感能够监测大气中的污染物浓度和分布情况,如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等,为大气 污染治理提供科学依据。
大气污染防治
基于气象卫星遥感数据,可以分析污染物扩散规律和影响范围,为制定大气污染防治措施提供决策支 持,如优化工业布局、控制污染物排放等。
总结词
通过测量地球大气层对微波辐射的发射和散射特性,推断出大气的温度、湿度和 云液态水含量等参数。
详细描述
微波辐射计技术利用大气中的气体分子和云滴对微波辐射的发射和散射特性,通 过测量这些辐射的强度和方向,可以反演出大气的温度、湿度和云液态水含量等 参数。
激光雷达技术
总结词
通过向地球大气层发射激光束并测量其反射回的信号,推断 出大气的能见度、气溶胶浓度和云高度等参数。
VS
灾害评估
在灾害发生后,气象卫星遥感可以通过对 灾区的范围、受灾程度等进行评估,为救 灾和恢复重建工作提供决策支持。
05
气象卫星遥感大气的挑战与展望
数据处理与分析的挑战
数据量庞大
气象卫星遥感获取的数据量庞大, 需要高效的数据处理和分析技术 来处理这些数据。

气象卫星的工作原理及应用

气象卫星的工作原理及应用

气象卫星的工作原理及应用从远古的祭祀望天、观测季节变化再到近代的天气预报、防灾减灾等,天气的造成和影响一直是人类关注的重要问题之一。

如今,随着科技的发展,人类已能利用卫星技术实现遥感监测和预报天气、海洋气象等气象信息,并为人类的生产生活提供各种服务。

本文将介绍气象卫星的工作原理及其应用。

一、气象卫星的工作原理气象卫星是指用于捕捉地球大气系统状态变化的特殊卫星。

气象卫星可搭载气象仪器观测雨量、云量、云顶温度、海洋表面温度和风速等气象要素,得到静态和动态的全球或区域气象与海洋信息,是现代气象观测的重要手段之一。

被称为“电子眼睛”的气象卫星,通过在太空中飞行并搭载气象仪器,可以实现遥感监测,即通过空间中的观测手段,利用电磁波等信息,获取地球表面的物理量,比如风速、温度、湿度、云量等。

利用气象卫星捕捉大气及海洋的变化,可以为人们提供大气环境信息,对于预测、预报及对人类生产生活造成的影响具有重要的应用价值。

在气象遥感方面,常用的最新技术是“多光谱成像仪”。

它可以在不同环境中获取多种波长下的信息,通过对图片进行分析和比对,可以得到大气及海洋的诸多特性。

同时,气象卫星在观测的过程中,需要实时向地面通报数据,而通信技术的发展也使得人类能够更及时地获取卫星数据。

目前,一些组织和地区都已建立集成的数据中心,实现了气象卫星的观测与数据处理功能。

二、气象卫星的应用1.天气预报气象卫星的应用最初是用于天气预报。

卫星数据可以向气象预报中心及时推送大气环境资料,由专业的天气预报人员对数据进行分析和处理,形成科学准确的天气预报。

通过气象卫星,不仅可以得到全球不同区域的气象数据,还可以监测海洋表面的变化,对于各种海上作业和陆地交通都具有重要的指导意义。

此外,各个国家利用气象卫星进行天气预报的通信,也给各国的气象服务带来了极大的便利,为全球天气服务领域提供有力保障。

2.防灾减灾利用气象卫星进行防灾减灾是近年来气象业务的热点之一。

由于台风、暴雨、洪涝等自然灾害针对性强,气象卫星在预警方面的优势凸显。

气象卫星工作原理

气象卫星工作原理

气象卫星工作原理气象卫星是一种通过卫星技术来观测和监测地球大气状况的设备。

它可以实时获取地球大气的各种数据,帮助人们更好地了解和预测天气情况,提供重要的气象服务。

那么,气象卫星是如何工作的呢?下面我们来详细介绍一下气象卫星的工作原理。

1. 探测原理气象卫星使用一种叫做遥感技术的手段,通过接收和解析来自地球大气的微波辐射,来获取大气的各种信息。

这种微波辐射包含了大气中的水汽、云层等信息,通过对这些辐射的测量和分析,可以获取到大气的温度、湿度、云量等数据。

2. 探测手段气象卫星一般携带有红外线和微波探测器。

红外线探测器可以对地球大气的温度进行测量,通过不同波段的红外线辐射,可以获取不同高度和区域的大气温度信息;微波探测器则可以探测大气中的水汽含量和云层情况,进而推断大气的湿度和云量。

3. 数据传输与处理在获取到这些气象数据之后,气象卫星会通过卫星信号传输到地面用户站,进一步进行数据处理和分析。

地面用户站会将接收到的信号转化为可视化的气象图像,供气象学家和气象预报员进行分析和研判。

同时,这些数据也会通过卫星数据中心整合到全球气象网络中,为全球气象监测提供支持。

4. 应用气象卫星的工作原理使其在天气预报、气候监测、灾害预警等领域有着广泛的应用。

通过气象卫星获取到的大气数据,可以有效地提高气象预报的准确性,及时发布气象预譔信息,为人们的生产生活提供重要的帮助。

总的来说,气象卫星工作原理是通过接收和解析地球大气中的微波辐射来获取大气信息,通过不同的探测手段和数据处理手段,为气象预报和气候监测提供数据支持。

气象卫星的工作原理为人们提供了一种全新的观测手段,为气象学研究和应用提供了更多的可能性。

气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究

气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究

气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究随着科技的不断进步与发展,气象预报技术也在不断地改进与完善。

气象卫星遥感技术在暴雨预报中发挥着越来越重要的作用。

本文将对气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究进行探讨,并分析其在提高暴雨预报准确性和实用性方面的优势。

一、气象卫星遥感技术的基本原理气象卫星遥感技术是指利用卫星对地球大气和地表进行观测和监测,并获取相关信息的技术手段。

其基本原理是利用卫星搭载的遥感仪器,通过接收地球表面反射和散射的辐射信号,获取地球大气和地表的信息,如云图、降水情况、地表温度等。

通过对这些信息的分析和处理,可以为气象预报提供可靠的数据支持。

二、气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用1. 实时监测和观测气象卫星遥感技术可以实时监测大气和地表情况,尤其是对于暴雨天气的监测具有明显优势。

通过卫星遥感技术,可以在较短的时间内获取较大范围的气象数据,实现对暴雨天气的实时监测和观测。

这为预报员提供了重要的信息支持,有助于及时准确地判断暴雨天气的发展趋势和变化情况。

2. 提供多维信息通过卫星遥感技术获取的气象数据不仅包括云图和降水情况,还包括地表温度、湿度、风场等多维信息。

这些信息的综合分析可以为暴雨预报提供更加全面和准确的依据,有助于预测暴雨的强度、范围和持续时间。

3. 空间覆盖范围广气象卫星遥感技术可以实现对广阔地域的观测和监测,不受地理障碍和气象站点的限制。

其在暴雨预报中具有独特的优势,特别是在对于一些偏远地区和复杂地形的暴雨预报中,卫星遥感技术可以提供更为全面和及时的数据支持。

4. 多种检测手段目前,气象卫星遥感技术的传感器种类繁多,如红外线传感器、微波传感器等,可以对大气和地表进行多角度、多波段的监测和观测。

这为暴雨预报提供了更为丰富和多样的数据资源,使得预报员可以从多个方面获取暴雨天气的特征和规律,提高暴雨预报的准确性和可靠性。

三、气象卫星遥感技术在暴雨预报中的局限性1. 盲区和遮挡问题气象卫星在监测大气和地表时,可能会受到云层、雨雾等天气现象的影响,导致监测盲区和遮挡问题。

如何使用卫星遥感进行气象监测

如何使用卫星遥感进行气象监测

如何使用卫星遥感进行气象监测导言:气象监测是人类对天气和气候变化的了解,而卫星遥感则为我们提供了一种可靠的手段。

本文将介绍如何使用卫星遥感技术进行气象监测,并探讨其在气象学研究和气象预报中的重要性。

一、卫星遥感技术的原理卫星遥感使我们能够通过卫星传输大量数据,从而了解地球上的天气情况。

其原理是通过搭载在卫星上的传感器采集地面的遥感数据,并将其传输到地面接收站。

这些传感器可以测量大气、云层、海洋表面温度及其他气象要素,从而提供准确的气象信息。

二、卫星遥感在气象学研究中的应用1. 对影响天气和气候的因素进行监测:通过卫星遥感技术,我们可以实时监测大气中的温度、湿度、气压等气象要素,了解它们对天气和气候的影响,从而推动气象学的研究进展。

2. 研究天气现象:卫星遥感提供了对雷达观测无法达到的天气现象的了解。

例如,卫星图像可以提供有关云层形成和演变的信息,帮助我们更好地理解暴雨、雷暴和龙卷风等极端天气现象。

3. 气候变化研究:卫星遥感技术还可以通过监测大气和海洋表面温度、冰川融化、陆地植被变化等指标,帮助科学家们更全面地理解气候变化的模式和趋势,为相关决策提供依据。

三、卫星遥感在气象预报中的重要性1. 提供全球范围内的气象数据:卫星遥感能够提供全球范围内的气象数据,包括陆地和海洋表面的气象变化。

这对于全球气象预报模型的建立和改进至关重要。

2. 实时监测和预警:卫星遥感技术提供了实时监测和预警系统的基础数据。

例如,卫星图像可以提供预警气象台风的路径和强度,帮助人们更早做好准备,减少灾害损失。

3. 监测极端天气事件:卫星遥感数据可以帮助气象预报员及时监测和预测极端天气事件,如台风、暴雨、大雪等。

这对于保护人们的生命和财产安全具有重要意义。

结论:卫星遥感技术在气象监测和预报中扮演着重要角色。

它为科学家们提供了研究天气和气候的重要数据,并为气象预报员提供了准确的预警和监测信息。

随着技术的发展和进步,我们相信卫星遥感技术将进一步改善气象监测和预测的准确性,为人类的生活带来更多的便利和安全。

第3章 气象卫星遥感大气的基本原理4

第3章 气象卫星遥感大气的基本原理4
根据卫星云图上的色调差异可以估计地面、云面的温
度分布。
红外云图(续)
由于地表和大气的温度随季节和纬度而变,所以红外
云图上的色调表现有以下几个特点:
红外云图(续)
红外云图上地面、云面色调随纬度和季度而变化
在红外云图上,从赤道到极地,色调愈来愈变白, 这是由于地面和云面的温度向高纬度地区递减的缘 故。
一切绝对温度高于0度的物体都会发出红外辐射,气象
卫星通过红外扫描仪可探测物体的温度。
红外云图的优点是不论白天夜间都可以实现连续观测,
它的探测值是物体表面温度的分布情况。
红外云图(续)
在红外云图上的色调分布反映的是地面或云面的红外
辐射或亮度温度分布,在这种云图上,色调愈暗,温 度愈高,卫星接收到的红外辐射愈大;色调愈浅,温 度愈低,辐射愈小。
红外云图上 的A-B-C和 G-D-E-F呈 现断裂云系, D处涡旋较 为清楚,但 不如水 汽图 清淅明显,I 处的雷暴仍 很清楚。
图(c)1999年9月5日11时GMS-5水汽
从A-B-C为一 条宽的水汽带, D处为一涡旋, 从G-D-E-F是 另一条水汽带; 两水汽带间为 一窄的暗带, 在G-D-E-F的 西侧为一大片 暗区;在A-BC水汽带的I处 镶嵌一雷暴云 团,在水汽图 上的色调最明 亮。
≈ Bλ (TS)
卫星观测到的辐射Lλ (θ s)与物体温度有关。
物体温度越高,卫星观测到的辐射Lλ (θ s)就越大, 卫星云图的色调就越暗;物体温度越低,卫星观测到的辐 射Lλ (θ s)就越小,卫星云图的色调就越亮。(辐射大用 黑色表示,辐射小用白色表示)。
红外云图
红外云图: 通过气象卫星上红外探测器得到的云图。
线也不清楚。

气象卫星遥感技术的研究与应用

气象卫星遥感技术的研究与应用

气象卫星遥感技术的研究与应用随着现代科学技术的不断发展,人类对于天气的预测与应对能力不断提升。

其中,气象卫星遥感技术是一项十分重要的科学技术,它能够提供准确的天气信息和预测数据,为我们的社会经济建设和生活保障提供了重要的支持。

一、气象卫星遥感技术的原理气象卫星遥感技术是通过制造的卫星上的设备,对地球大气层的温度、湿度、气压、云量、云高、气象要素分布等进行测量,并通过通信设备将测量结果传回到地面接收站。

通常利用红外、可见、微波等电磁波谱的特征来进行遥感观测,利用电磁波的反射、散射和吸收等特性来探测不同地物的物理参数,如温度、湿度、云量等。

二、气象卫星遥感技术的应用气象卫星遥感技术在监测和预测天气、自然灾害等方面的应用非常广泛,其具体应用如下:1. 气象卫星遥感技术在气象预报中的应用。

各国利用气象卫星遥感技术获取大气温度、湿度、云量、风力等数据,为气象预报提供了准确的数据支持。

利用卫星遥感技术解读云图可以判断出降水量、强风、强对流等气象灾害的发生和演变规律,为早期预警和防御提供保障。

2. 气象卫星遥感技术在生态环境监测中的应用。

卫星遥感技术可以监测和分析陆地表面和海洋水域中植被、水体、土地利用等信息,定量分析全球自然资源和环境的状况并提供保护方案。

3. 气象卫星遥感技术在农业生产中的应用。

卫星遥感技术可以实现对农作物的生长情况、土地利用情况的动态监测,为农业生产决策提供支持,提高粮食生产效益。

4. 气象卫星遥感技术在能源方面的应用。

卫星遥感技术可以实现对于油气、煤炭等能源资源分布和开采情况的监测,是能源矿产勘探的重要技术手段。

5. 卫星遥感技术在交通运输、航空、航天、海洋等领域中的广泛应用。

卫星遥感技术可以帮助设计天线系统、改进雷达技术,监测交通运输中的车辆密度、道路拥堵情况、货物运载量和船舶的航线及航程,航空、航天、海洋等行业也利用遥感技术掌握住相关的市场信息及天气状况。

三、气象卫星遥感技术的发展趋势气象卫星遥感技术正朝着高分辨率、高地理信息量和高精度等方向发展,未来的遥感卫星将采用俯视角度更大的多角度、高角度、高光谱分辨率的新型传感器,有望实现对于建筑等城市微型环境的环境遥感监测;同时逐渐将传感器从单一物理参数的监测扩展到复合参数的监测,如湿度、雨率、温度、气压等的综合监测,进一步提高气象预报的准确性。

遥感技术的工作原理

遥感技术的工作原理

遥感技术的工作原理遥感技术是一种通过获取远离目标的信息来研究地球表面和大气现象的技术。

它利用各种传感器设备,从地面、航空器和卫星上获取数据,进而分析和解释地球表面和大气的物理、化学和生物特性。

遥感技术广泛应用于环境监测、资源调查、军事侦察、气象预测等领域。

本文将详细介绍遥感技术的工作原理,以及其在地球科学研究中的应用。

一、遥感技术的基本原理遥感技术的基本原理可以概括为“辐射-传输-目标-接收”四个步骤。

首先,地球表面或大气中的目标物质会辐射出电磁辐射。

然后,这些辐射在传输过程中与大气发生相互作用,其中一部分会被散射、吸收或发射。

接着,接收器(传感器)接收到经过传输过程后的辐射能量,并将其转化为电信号。

最后,这些电信号被数字化处理,并转化为可视化图像或数值信息。

在这个过程中,遥感技术关键的部分是通过传感器捕捉到目标的反射或发射的电磁辐射。

根据所选择的传感器,可以获得不同波段的电磁辐射数据,包括可见光、红外线、热辐射等。

每个波段的电磁辐射与目标的物理特性有关,通过分析不同波段的数据,可以获取目标的空间分布、温度、化学成分等信息。

二、遥感技术的传感器类型根据使用的平台和感知技术,遥感传感器可分为航空遥感传感器和卫星遥感传感器。

1. 航空遥感传感器航空遥感传感器主要安装在飞机或无人机上,通过将传感器设备搭载到飞行器上,可以获取高空的遥感数据。

这些传感器采集到的数据精度高,对细小目标的探测能力强。

常见的航空传感器包括航空摄影机、热红外传感器和多光谱扫描仪。

2. 卫星遥感传感器卫星遥感传感器是安装在卫星上的遥感设备,可以提供全球范围内的遥感数据。

卫星传感器的数据分辨率相对较低,但其覆盖范围广,适用于大面积观测。

常见的卫星传感器有LANDSAT、MODIS和SPOT等。

三、遥感技术在地球科学中的应用遥感技术在地球科学研究中发挥着重要的作用,下面将介绍其在环境监测、资源调查和军事侦察方面的应用。

1. 环境监测遥感技术可用于监测大气污染、水质变化、土地覆盖和植被状况等环境因素。

气象卫星的工作原理及其应用

气象卫星的工作原理及其应用

气象卫星的工作原理及其应用天空中的卫星,犹如守护者一般,时刻为人类的安全和生活保驾护航。

在其中,气象卫星尤为重要。

所谓气象卫星,是指专门用于气象探测和研究的卫星,其利用遥感技术,能够加强对气象环境的监测和预测,及时提供气象信息,为人类的生产、生活和安全提供更加准确的依据。

本文将深入探讨气象卫星的工作原理以及它在现实生活中的广泛应用。

一、气象卫星的工作原理气象卫星是国家卫星地面站制作,由卫星传输站接收并处理后发送至航天器,在航天器上,主要由遥感和气象荷载两部分组成,其中遥感是利用微波、红外、紫外、可见光等能量对地球进行扫描,采集地表信息,并传回地面地球站进行分析处理。

而气象荷载则是记录气象要素,探测大气环境变化的装置。

一般来讲,气象卫星通过飞行轨道可以分为地球同步和非地球同步。

其中,地球同步轨道的气象卫星,其运动速度与地球自转速度相同,因此可连续观测同一地区的气象状况,高精度地测量大气温度、水汽、云量、降雨量等气象要素。

而非地球同步轨道的气象卫星,由于速度不同,因此需要交替性的观察地球不同区域的气象状况。

从数据采集的角度看,气象卫星主要可以采用被动和主动两种方法。

其中,被动方法是利用自然物理过程,如辐射的反向散射和自然辐射的发射,来获得地球的气象要素信息。

而主动方法则是通过在航天器上搭载合成孔径雷达、微波辐射计等设备,主动向地球发射辐射信号,从而获得高分辨率的大气、海洋等信息。

总之,气象卫星通过遥感技术获取大量气象信息,并通过地面处理和气象预报系统,对天气变化、灾害预警、资源管理等方面做出准确的预判和应对。

二、气象卫星的应用1. 气象监测预报气象卫星不仅可以监测各种气象要素,还可以通过多种获取气象信息的技术手段,如气象雷达、风廓线雷达、微波辐射计等,全方位实现对气象变化的预测和监测。

一些灾害性气象事件,如暴雨、大风、龙卷风等,依靠气象卫星实现的准确预报,能够提前进行预警和应对措施,避免灾难的发生。

大气层中的气象卫星和遥感技术

大气层中的气象卫星和遥感技术

大气层中的气象卫星和遥感技术气象卫星和遥感技术在大气层研究和气象预报中起着至关重要的作用。

它们通过获取大气层中的数据和图像,能够提供准确的气象信息,帮助人们更好地了解和预测天气变化。

本文将介绍大气层中的气象卫星和遥感技术,并探讨其在气象研究和天气预报中的应用。

一、气象卫星的原理和应用气象卫星是一种能够在地球轨道上飞行并拍摄大气层图像的人造卫星。

它们通过搭载各种传感器和仪器,可以获取大气层中的温度、湿度、气压等数据,并传回地面进行分析和处理。

气象卫星以其无遮挡、高分辨率和实时性的特点,在气象研究和天气预报中具有重要意义。

首先,卫星图像能够提供全球范围内的天气情况,帮助观测员实时监测气象变化。

其次,卫星图像可以用于云图分析,帮助气象学家研究云的形成和演变规律。

此外,卫星还能够用于监测大气层中的气候变化和环境污染,为科学家提供宝贵的数据。

二、遥感技术在大气层研究中的应用遥感技术是利用传感器从遥远距离采集信息的一种技术。

在大气层研究中,遥感技术可以通过分析大气层辐射和散射等特性,获取大气层中的各种物理参数,并提供更全面的气象数据。

遥感技术在大气层研究中有多种应用。

首先,它可以用于测量大气层中的温度和湿度分布,帮助气象学家研究天气系统和空气流动。

其次,遥感技术还可以监测大气层中的臭氧浓度和气溶胶等污染物,为环境保护提供数据支持。

此外,遥感技术还可以用于定量分析云层的性质和演变,为天气预报提供更准确的依据。

三、气象卫星和遥感技术的发展趋势随着科技的不断进步,气象卫星和遥感技术也在不断发展和创新。

一方面,卫星的观测能力和数据传输速度得到了提高,可以提供更高质量的气象图像和数据。

另一方面,遥感技术的传感器和算法也在不断改进,可以更准确地分析大气层中的各种参数。

未来,气象卫星和遥感技术在大气层研究和气象预报中的应用将更加广泛和深入。

例如,通过卫星图像和遥感技术的结合,可以实现更精确的天气灾害预警和预测,提高人们对灾害的防范和救援能力。

卫星遥感技术在大气工程中的应用研究

卫星遥感技术在大气工程中的应用研究

卫星遥感技术在大气工程中的应用研究引言:大气工程是研究大气运动、能量交换和物质传输等问题的学科,为人们提供了准确的气象预测和环境监测手段。

随着科技的发展,卫星遥感技术的应用在大气工程中发挥着越来越重要的作用。

本文将重点探讨卫星遥感技术在大气工程中的应用研究。

一、卫星遥感技术的基本原理卫星遥感技术是利用卫星搭载的遥感传感器,通过接收地球表面反射和辐射的电磁波信号,获取地球表面和大气层的信息。

它具有高时空分辨率、全天候观测等优势,能够提供全球范围内的大气状况数据。

二、卫星遥感技术在大气参数观测中的应用1. 温度和湿度观测:卫星遥感技术可以通过分析大气中的辐射特征,获取不同层次的温度和湿度分布。

这对于气象预测、气候研究以及天气灾害预警等都具有重要意义。

2. 云量和云高观测:卫星遥感技术可以获取云量和云高的信息,从而帮助预测天气状况和气候趋势。

例如,利用卫星遥感技术可以实时监测到高空云层的变化,进而预测出冷空气的到来,为气象部门提供参考依据。

3. 大气污染监测:卫星遥感技术可以探测并分析大气中的污染物含量,包括二氧化硫、氨气等。

这对于环境保护和减少大气污染具有重要意义。

通过卫星遥感技术,我们可以实时了解到各地污染物的排放情况,帮助制定防治措施。

4. 风场观测:卫星遥感技术可以利用地球表面特征的运动信息,推算出大气中的风场分布。

这对于风能发电、航空气象等领域有着重要的应用价值。

5. 大气辐射平衡观测:卫星遥感技术可以监测太阳辐射和地球辐射的能量分布,进而了解大气辐射平衡的情况。

这对于研究气候变化、全球能量平衡等问题有着重要的意义。

三、卫星遥感技术在大气污染防治中的应用案例卫星遥感技术在大气污染防治中具有很大的潜力。

以中国为例,中国政府已经开始利用卫星遥感技术监测大气污染物的排放情况,并根据遥感数据制定相应的防治措施。

这为我们提供了更加准确和全面的大气污染监测手段,有助于提高环境质量和人民的生活质量。

四、卫星遥感技术在气候变化研究中的应用前景随着全球气候变化的加剧,卫星遥感技术在气候变化研究中的应用前景广阔。

台风中的卫星遥感原理

台风中的卫星遥感原理

台风中的卫星遥感原理一、引言台风是一种猛烈的自然灾害,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。

为了提前预警和准确预测台风的路径和强度,科学家们利用卫星遥感技术对台风进行监测和观测。

本文将介绍台风中的卫星遥感原理,带领读者深入了解这一技术的工作原理和应用。

二、卫星遥感原理卫星遥感是利用卫星上的传感器,通过接收地球表面反射和辐射的电磁波信号,获取地球表面的信息。

在台风监测中,卫星遥感主要利用可见光、红外线和微波等不同波段的电磁波信号进行观测。

1. 可见光观测卫星上的可见光传感器可以捕捉到台风云系的外观特征。

通过观察云层的形态、颜色和纹理,科学家们可以判断台风的大小、云带的结构和演变,进而推测台风的强度和路径。

例如,当台风的眼睛清晰可见,并伴随着旋涡状的云带,通常表明台风的强度较大。

2. 红外线观测红外线传感器可以测量地球表面和大气的辐射温度。

台风的云层顶部通常比周围的环境温度低,因此红外线观测可以帮助科学家们确定台风的位置和强度。

此外,红外线观测还可以检测到台风云系中可能产生的强降雨、雷暴和龙卷风等天气现象,从而提供更全面的台风信息。

3. 微波观测微波传感器可以测量地表和大气中的微波辐射。

通过测量微波辐射的强度和频率,科学家们可以获取台风云层的水汽含量和温度分布等信息。

这些信息对于评估台风的发展趋势和强度变化至关重要。

三、应用卫星遥感在台风监测中具有广泛的应用。

通过实时获取和分析卫星遥感数据,气象部门可以准确预测台风的路径和强度,及时发布预警信息,帮助人们做好防御和应对措施。

此外,卫星遥感还可以提供台风灾害评估和救援指导,为台风防灾减灾工作提供科学支持。

四、结论卫星遥感技术为台风监测和预警提供了强大的工具。

通过可见光、红外线和微波等不同波段的观测,科学家们可以全面了解台风的形态、强度和演变,为人们提供及时准确的台风信息。

相信随着科技的不断进步,卫星遥感技术将在未来的台风监测中发挥更重要的作用,为人们的生命财产安全保驾护航。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
2、电磁波各参数的关系和使用单位
参数:
波长 f 频率 波数(单位长度内含有的波数,波长的倒数) c 光速=3108米/秒。
黑体:吸收能力和发射能力均为最大,对所有波长有 aλ =ε 灰体:对所有波长 aλ =ε aλ =ε
λ λ
1 1
选择性黑体:对某些波长
λ
=1
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
第三章 气象卫星遥感大气的 基本原理
气象卫星遥感地球大气的温度、 湿度、云雨演变等气象要素,是通过 探测地球大气系统发射或反射的电磁 波而实现的。因此,电磁辐射是气象 卫星遥感的基础。
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
普朗克定律
利用波长、频率和波数之间的关系,普朗克辐亮度公 式表示为
2c 2 h B (T ) 5 hc / kT (e 1)
2hf 3 B f (T ) 2 hf / kT c (e 1)
2c 2 h 3 B (T ) hc / kT e 1
普朗克函数将发射的单色强度与物质的温度和频率联 系起来;黑体的辐射强度随温度的升高而增大,但最大辐 射强度的波长却又随温度的升高而减小。
产 生 机 制 光谱区 波 长
1cm 31010
1m 3108
频 率 (Hz)
可见光
近红外
远红外 750 m
紫 蓝 青 绿 黄
0.40 0.43 0.45 0.50 0.57 0.60

0.63

0.76微米
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)

▲ Radiance(辐射率,辐亮度):沿S方向传输
(1)辐射源表面dA其单位面积在单位时间内向S方向单 位立体角内发射的辐射能, 称为向: L(s)= L( ,) = 3Q/Atcos (2)辐射接收面dA其单位面积在单位时间内从S方向单 位立体角内接收的辐射能, 称为来自S方向的辐亮度: L(s)= L( ,) = 3Q/Atcos
M
e
5
c1
1
c2 T
1
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
三. 辐射基本定律

辐射体
黑体:指在任何温度、对任意方向和任意波长,其
吸收率(或发射率)都等于1的物体。a(λ )≡1 灰体:指其吸收率与波长无关,且为小于1的常数的
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
基尔霍夫定律
记ε 是物体的比辐射率或发射率, aλ 是物体的吸收率。 在由辐射源与物体构成的热力平衡系统中,有
λ
ε λ= a λ
n n
s
dω d A’
s
dω’
dA
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
如果辐射率与方向无关,则称各向同性, 这样的源称朗
伯源。
如果考虑整个空间,则对所有角求积分,再除以4, 就得平均的辐射率
1。通过测量最大单色辐射强度来确定黑体的温度。
2。注意λ
max与T呈反比。
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
斯蒂芬-波尔兹曼定律 定义全谱段辐亮度:
B(T ) B (T )d
物理意义: 1、一物体在一定温度下发射某一波长的辐射,则该物体在同 一温度下吸收这种波长的辐射。 2、一个良好的吸收体,在同一温度下、相同波长处,也一定 是一个良好的发射体;反之亦然。
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
辐射强度(I):描述点光源的辐射特性。 定义:点辐射源在单位时间内向某一方向上 单位立体角内的辐射能量。 I=/=2Q/t 单位:瓦/球面度(W/Sr) 若各向同性则 I=/4
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
黑体

黑体----其辐射通量密度可用普朗克定律表示
2c 2 h M 5 hc / kT (e 1)
(wcቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-2m-1)
h是普朗克常数,等于6.626210-27尔格/秒
k是波尔兹曼常数,等于k=1.3806 10-16尔格/度
c是光速。 若用c1= 2π c2h, c2=hc/k, 上式可写为

ε =M/M ε[0,1]之间。
由于辐射体发射的辐射随波长而变,所以发射率也是波长 的函数,写为ε ()。对于1~2 波长间隔的发射率为


2
1
( ) M ( )d
2
1

M ( )d
ε n:辐射表面法线方向的发射率
ε :与辐射表面法线成角方向的发射率
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
根据辐亮度的定义,接收面和/或发射面上的辐射通量 密度为
F

0

2
0
r r 2 L s cos d L s cos sin d d

/2
0
0

通常只考虑上半球空间,就得单面辐射通量密度
F
0

2
0
r L s cos sin d d

c =f 波在真空中的速度。
n= /n波在介质的波长。 V=f n 波在介质中的速度。
n=(r/r)1/2介质折射指数。r 介电常数, r导磁率。
关系: f=c
f=C/
=c/f
=1/ =f/c
单位:
1千兆赫(GHz )= 103兆赫(MHz )= 106千赫(KHz )= 109赫(Hz ) 1米(m)=102厘米(cm)=103毫米(mm)=106微米(m)=109纳米(nm)
第一节
一、电磁波谱
电磁波谱和辐射度量
电磁波谱包括宇宙射线、太阳辐射、热辐射、无线电波等。
1、电磁波段的划分
太阳 电 r 射 线 X 射线 1nm 31022 31020 31018 31016 离 电子跃迁 宇 宙 射 线 紫 外 线 可 见 光 分子振动转动 亚 毫 红 毫 米 米 波 外 微 波 线 1m 31014 31012 中红外 1.5 15 地球大气 辐射 电磁振荡 厘 分 米 米 波 波 波 无 线 电 超 短 波 波 短 中 波 波 长 波 迟缓电振荡 3106 3104 3102
若辐射是方位对称的,则上式为
1 L 4

0

2
0
L( , ) sin d d
1 L L ( ) sin d 2 0
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
3、电磁波的量子特性
从量子的观点看,电磁辐射可以看作是一粒一粒以光速c运动的粒子 流,这些粒子称为光量子,每一光量子具有的能量为 Q=hf Q 能量,h 普朗克常数。电磁辐射看成是粒子,就一定有质量m和动量p。 m=Q/c2=hf/c2 p=mc=h/= hf/c 电磁辐射的发射或吸收是由于物质内原子或分子的能量状态发生改变 引起的,若物质中原子的状态由高能级EJ跃迁到低能级EI,便发出辐射; 若从EJ EI便要吸收辐射。发出或吸收辐射时光量子的频率 f=( EJ EI)/h 电磁辐射既有波动特性,也有粒子特性。 波长较长的可见、红外线波动性表现明显; 波长较短的r、x射线,其粒子性表现明显。
bo.qian@,Dept. of Atmos. Sounding, Nanjing Univ.of Info. Sci.& Tech.(NUIST)
二. 基本辐射量



辐射能(Q):指电磁波携带的能量或物体发射辐射的全部 能量。 单位:焦耳(J) 辐射通量():指在单位时间内通过某一表面的辐射能。 =Q/t =Q/t 单位:焦耳/秒(W) 辐射通量密度(F):指通过单位面积的辐射通量。 F=/A F= /A 单位:焦耳/米2.秒(W/m2) 对辐射源面称其为出射度,对接收面称其为辐照度.
0


0
2c 2 h5 d e ch / kT 1
记常数b=24k4/(15c2h3),可得 B(T)=bT4 黑体辐射是各向同性的,因此黑体发射的通量密度为 F=B(T)=T4
相关文档
最新文档