大学经典卫星气象学课件3

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1、第三章气象卫星遥感大气基本原理和资料产品电磁波谱1太阳、地球-大气系统辐射及其在大气中传输特性2卫星云图观测原理3气象卫星的定量产品简介4第一节电磁波谱电磁波谱包括宇宙射线、太阳辐射、热辐射、无线电波等。电磁波段的划分电子跃迁可见光宇宙射线r射线紫外线X射线可见光红外线亚毫米波毫米波厘米波分米波微波超短波短波中波长波无线电波迟缓电振荡光谱区1nm1m1cm1m波长310223102031018310163101431012310103108310631043102频率(Hz)近红外中红外远红外1.515750m紫蓝青绿黄橙红0.400.430.450.500

2、.570.600.630.76微米分子振动转动电离电磁振荡太阳辐射地球大气辐射产生机制紫蓝青绿黄橙红▲r射线：波长10-11—10-4nm，生成：放射性元素蜕变，特征：几兆电子伏特。x射线：波长10-5—0.0045m，生成：原子内部的电子从激发态恢复到稳态，特征：波长短，频率高能穿透密度很大的物质。紫外线：波长10-5—0.35m，生成：原子和分子内部的电子状态改变，特征：频率较高，各种物质对短的紫外线有吸收。可见光：波长0.35—0.76m，生成：原子内部的电子状态，特征：对人眼有特殊的刺激。红外线：波长0.76—1000m，生成：分子、原子的振动转动，特征：与温度有关。

3、微波：波长1mm—30cm。生成：分子转动。大于30厘米的波称无线电波。▲▲▲▲▲r射线治脑瘤医用X线机临床上常用的x线检查方法有透视和摄片两种。x线检查是临床辅助诊断方法之一。工业中用来探伤。长期受X射线辐射对人体有伤害。X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用于电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。r射线爆炸紫外线(ultravioletray)紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发

4、光的;还可以防伪;紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等;紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。分类：近紫外线UVA，远紫外线UVB和超短紫外线UVC。UVB的照射造成人体皮肤伤害；UVA紫外线会使皮肤晒黑。红外线辐射治疗仪红外线（infraredrays）生活中高温杀菌，红外线夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感应门。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。可见光辐射：是绿色植物进行光合作用所必须的和有效的太阳辐射能,占总辐射45～50

5、％。可见光云图:图像的黑白程度是表示地面和云面的反照率大小，白色表示反照率大，黑色表示反照率小。可见光遥感:传统航空摄影侦察和航空摄影测绘中最常用的，可得到具有很高地面分辨率和判读与地图制图性能的黑白全色或彩色影像。可见光通信技术：做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景。微波：基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。可见光卫星云图：可见光卫星云图利用云顶反射太阳光的原理制成，比较厚的云层反射能力强，会显示出亮白色，云层较薄

6、则显示暗灰色。选用波段：在可见光波段，静止卫星采用波段为0.52-0.75μm.红外线卫星云图：利用卫星上红外线仪器，来测量云层温度。温度低的云层会以亮白色来显示，即此处的云层较高，暗灰色的部分则代表云层高度较低。选用波段：10.5-12.5μm的红外波段。气象卫星云图选用的电磁波段水汽图：卫星接收到的辐射决定于水汽含量，大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽到达卫星，则卫星接收的辐射越大。在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多；否则越少。选用波段：以6-7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，并以图象表示便得到水汽图。在这一波段，水汽一

7、面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射。在气象卫星遥感测量中，主要采用可见光、红外和微波波段，电磁波谱的各分谱段的划分常没有严格界线，在两谱段之间的边界是渐变的，可根据使用目的而分，例如把0.38-3.0微米称为反射波段,这一波段的辐射源主要是太阳，卫星接受到的是地(云)面的反射太阳辐射。按吸收气体分为水汽吸收谱段，二氧化碳吸收谱段等。由于各个谱段的电磁波辐射特性不一样，所以遥感用的探测仪器也不一样。可见光波段采用照相方法观测物体，在红外波段