电磁波与大气吸收的相互作用

电磁辐射穿过大气时,要受到大气分子等的吸收作用,造成能量的衰减。大气中的臭氧(0,)、二氧化碳(CO₂)和水汽(H₂O)对太阳辐射的吸收最显著。

臭氧（O₃）主要集中于20～30 km高度的亚流层,由高能紫外辐射与大气中的氧分子(O₃)相互作用生成。O₃除了在些外（0.22 ～0.32 μm)有一个很强的吸收带外,在0.6 μm附近也有一个较宽的弱吸收带,而且在远红外9.6 μm附近还有一个强吸收带。虽然O₃在大气中的含量很低,仅占0.01% ～0.1% ,但它对地球能量平衡起着重要作用。0₃的吸收阻碍了太阳辐射向底层大气的传输。

二氧化碳（CO₂)主要分布于底层大气,含量约占0.03%。CO₂在中—远红外区段(2.7、4.3、14.5 μm附近)均有强吸收带,其中最强的吸收带位于13～17.5 μm的远红外波段。

水汽(H₂O)不包括固态的冰粒。水汽一般分布在低空,其含量随时间、地点的变化很大(约为0.1% ～3%)。而且,水汽的吸收辐射是其他大气组分的几倍。其最重要的吸收带在2.5 ～3.0 μm,5.5～7.0 μm和>27.0 μm(在这些区段,水汽的吸收可能超过80%)的波段。另外,水汽在0.94 mm,1.63 mm及1. 35 cm处还有3个吸收峰。

由于这些气体往往以特定的波长范围吸收电磁辐射,因而它们对遥感系统的影响很大。大气的选择性吸收不仅能使气温升高,而且造成太阳发射的连续光谱中的某些波段不能传播到地球表面。