遥感反演课程第四节反照率

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1、第四章地表反照率遥感http://glass.bnu.edu.cn授课人：刘强Email：toliuqiang@bnu.edu.cn研究领域：多角度遥感模型与反演1典型陆表及大气参数的遥感反演与模拟课程回顾第一章定量遥感基础1.1物理基础电磁波描述参量的定义地物反射的波谱和方向特性1.2辐射传输理论典型地表的二向反射模型第二章：叶片及植被冠层模型第三章：热辐射方向性模型25本章提纲地表反照率的研究意义反照率的计算和决定因素全球反照率产品及其特点地表反照率研究展望124《课间休息》常见的地表反照率遥感算

2、法33第四章：地表反照率遥感1.地表反照率的研究意义41.1什么是地表反照率1.2地表反照率与全球变化1.1什么是反照率？反照率通常是指物体反射太阳辐射与该物体表面接收太阳总辐射的两者比率或分数度量，也就是指反射辐射与入射总辐射的比值。(维基百科)5反照率表反照率下行短波辐射下行长波辐射地表发射率地表温度地表能量平衡方程：1.1什么是反照率？天文学：行星反射率,它包括地面、云和各种大气成分对太阳辐射的反射能力及其总和气候学：物体对太阳辐射的反射能力，因光线的入射角和波长而不同，气候学研究的是太阳辐射的

3、全波段遥感科学：宽波段反照率、窄波段反照率、直射（黑空）反照率、漫射（白空）反照率单次散射反照率：（辐射传输方程中）微粒对光线散射的反射部分与反射与吸收之和的比值不同学科中的反照率61.1什么是反照率？约有30％的太阳辐射能被地-气系统反射回太空,其中三分之二是云反射的，其余部分则被地面反射和被各种大气成分所散射而冰和雪的覆盖状况能引起反射率显著变化。例如，陆地被雪覆盖或洋面结冰时,将使其反射率增大30～40％,新雪面更可使反射率增大60％左右。陆面、土壤的性质和植被类型不同,也能使反射率改变,但这些

4、差异一般不超过10～20％。反照率是地-气系统的不确定因子71.2地表反照率和全球变化全球变化的驱动因子8温室气体云和气溶胶土地利用植被状况海流海冰地表反照率1.2地表反照率和全球变化地表反照率的增加，会导致净辐射的减小，感热通量和潜热通量减少，进而造成大气辐合上升减弱，云和降水减少，土壤湿度减小，使得地表反照率增加，形成一个正反馈过程冰雪-反射率-温度之间存在“正反馈过程”,即冰雪的覆盖增大地表的反照率，使地-气系统吸收的辐射减少,从而降低气温，而降温又将进一步使冰雪面积扩展，反照率继续增大，造成温

5、度越来越低极地海冰融化造成反照率的增加，从而更多的吸收太阳辐射，气温升高，加速海冰的融化地表反照率对气候变化的反馈机制91.2地表反照率和全球变化Snow10April:UniformwhitesurfaceJuly:Variegateddarkersurface10DatafromScanningMultichannelMicrowaveRadiometer(SMMR)onNASA’sNimbus7satelliteandfromSpecialSensorMicrowaveImagers(SSMI)

6、onDefenseMeteorologicalSatellites.Plotcredit:ClaireParkinson,etal.,J.Geophys.Res.,1999.1.2地表反照率和全球变化N.HemisphereMonthly-AverageSeaIceExtent111.2地表反照率和全球变化MuirGlaciernearJuneauinSEAlaskaretreatedmorethan7kmfrom1973to1986.By1986,BurroughsGlacier(A),cutoff

7、fromitssourceofice,wascollapsingintoameltingicefield.19731986122.反照率的计算和决定因素132.1地表反照率的计算2.2地表的波谱特性和特点2.3地表的二向反射特性2.4大气对地表反照率的影响地物波谱特性地物的二向反射大气辐射传输地表二向反射因子的在角度维和波长维积分的结果。地表宽波段反照率2.1地表反照率的计算142.2地表的波谱特性和特点典型的植被、土壤、水体、冰雪光谱152.2地表的波谱特性和特点反照率的波长积分宽波段反照率入射辐射

8、波谱反照率地表宽波段反照率是在一定波长范围内的地表上行辐射通量与下行辐射通量的比值16短波反照率：可见光反照率：近红外反照率：2.2地表的波谱特性和特点大气下行辐射的波谱分布规律地物波谱在不同波段的自相关性主成分分析表明连续的地物波谱的绝大部分信息都可以由少数几个主成分表达经过挑选的若干特征窄波段反射率基本就能反映出整个波谱曲线的形状，因而能够用于估算宽波段反照率窄波段反照率向宽波段反照率的转换及其原理转换公式172.3地表的二向反射特性地表的二向反射现