水体和雪的光谱特性

地表较纯净的自然水体对0.4～2.5 μm波段的电磁波的吸收明显高于绝大多数其他地物。在光谱的可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂,光谱反射特性包括来自三方面的贡献，即水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射，而光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质一有 机物和无机物的影响。在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段近似于一个“黑体”,因此,在1.1～2.5 μm波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。

但是，自然界的水体往往都不是纯净的，而是含有条低，从而导致穿过水体物,其中有些杂质处于悬浮状态，会散射和吸收部分的透射辐射能的显著变化。

悬浮泥沙所引起的浑浊度是影响各种水体光谱响应的主要因素之一。浊水的反射率比清水高很多。与清水相比，浊水的反射率峰值都出现在更长的波长上。当浑水层(悬浮泥沙含量约100 mg/L)厚度超过30 cm时,其底部性质即不致影响到该水体的反射性能。研究表明，在0.6～0.7以被段内的反射率几乎与水体的浑浊度线性相关。

水中的叶绿素浓度是影响水体光谱特性的另一个重要因素。当叶绿素浓度增加时，可见光波段蓝光部分的反射率显著下降，而绿光部分的反射率上升。这种关系具有十分重要的作用，因为叶绿索的深度值是衡量水体初级生产力和富营养化程度的有用指标。

除了悬浮泥沙和叶绿素浓度所引起的浑浊度外,许多其他天然和人造的物质对水体的光谱特征也有影响，如在美国北部的许多河流中，水的明显的棕黄色就是由于高浓度的丹宁(amin)引起的。另外,许多污染物对水体的光谱特性影响也很大。

不过，某些水特性对水体的光谱特征几乎没有影响，如将气体(如0₂,N₂,CO₂等)或无机盐类(如NaCI,Na₂SO₄等)溶于蒸馏水中就观察不到任何光谱特征的变化。还有研究表明，酸度有明显差别(pH介于3和7之间)的水的光谱特征与酸度之间不存在任何关系。

雪虽然是水的种固态形式,但它与水的光谱特性截然不同，地表雪被的反射率明显高于自然水体。雪的晶粒大小、雪花絮状分裂的形态和积雪的松紧程度不同都对雪被的光谱特性有明显的影响。雪光谱反射率的平均值变化特点是，新降的未融化的雪>表面融化的雪>湿的融化的雪>重新冻结的雪。