大气的折射和透射

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大气折射和透射

电磁波穿过大气层时,除了吸收和散射两种影响以外,还会产生传播方向的改变,产生折射现象。大气的折射率与大气圈层的大气密度直接相关。广西善图科技有限公司。

1.大气对太阳辐射的折射

由于地球上空的大气处在地球的重力场中,且大气的气压和温度随着高度分布不均,所以它的密度会随高度而变化,折射率随密度减小而正比例地减小,因此光在大气中传播时,通过一层层密度不同的大气,在各层的分界面处会发生折射,使光线不沿直线传播而是变弯曲,这样当太阳和其他星体的光线进入大气以后,光线就会拐弯,这种现象称天文折射,这使在地面观测得的天体观察位置S比实际位置S高。我们早晨去看日出时,当我们刚看到太阳冒出地平线时,其实实际的太阳位置还没有露出地平线,那也是太阳光通过大气层时发生折射产生。

当大气中温度的垂直分布出现异常时,就会引起空气密度垂直变化异常因而产生异常折射。如果下层空气比上层空气冷,也就是出现了强烈的温度逆增时,光线在这种由于气温随高度升高而使空气密度随高度锐减的气层中传播,会向传播方向的下方曲折:而光线在气温随高度而降低的气层内传播,会向传播方向的上方曲折。

2.大气中的折射现象

实际大气温度的垂直分布复杂多变,因而会产生丰富多彩的大气光现象。如人们常见的彩虹,是含七种色光的太阳光线,射入大气中的水滴(雨滴或雾滴),各种色光经历折射和反射后,在雨幕或雾幕上形成的彩色光环。在彩虹的外面,有时还出现比彩虹的亮度弱的彩色光环,彩色环的排序与彩虹相反即内红外紫,称为霓或副虹。

3.大气透射现象

太阳电磁辐射经过大气到达地面时,可见光和近红外波段电磁辐射被云层或其他粒子反射的比例约占30%,散射约占22%,大气吸收约占17%,透过大气到达地面的能量仅占入射总能量的31%。反射、散射和吸收作用共同衰减了辐射强度,剩余部分即为透过的部分。剩余强度越高,透过率越高。对遥感传感器而言,透过率高的波段,才对遥感有意义。