大气辐射传输原理电磁辐射在介质中传输时,通常因其与物质的相互作用而减弱
辐射强度的减弱主要是由物质对辐射的吸收和物质散射所造成的,有时也会因相同波长上物质的发射以及多次散射而增强,多次散射使所有其它方向的一部分辐射进入所研究的辐射方向
当电磁辐射为太阳辐射,而且忽略多次散射产生的漫射辐射时,光谱辐射强度的变化规律可以表述为 dIλ/kλρds=-Iλ 式中,Iλ是辐射强度,s是辐射通过物质的厚度,ρ是物质密度,kλ表示对波长λ辐射的质量消光截面
令在s=0处的入射强度为Iλ(0),则在经过一定距离s1后,其出射强度可由上式积分得到 Iλ(s1)=Iλ(0)exp( kλρds)假定介质是均匀的,则kλ与距离s无关,因此定义路径长度则上式可表示为Iλ(s1)=Iλ(0)exp(-kλμ)上式就是比尔定律,也称朗伯定律
它指出,通过均匀消光介质传输的辐射强度按简单的指数函数减弱,该指数函数的自变量是质量消光截面和路径长度的乘积
它不仅适用于强度量,而且也适用于通量密度和通量
根据式子我们可以定义单色透过率Tλ为 Tλ=Iλ(s1)/Iλ(0)式中,μ为θ的余弦值
一般在大气辐射传输实际应用中,假定局域大气为平面平行的,因此只允许辐射强度和大气参数(温度和气体分布廓线)在垂直方向(即高度和气压)上变化,这种假定在物理意义上是适当的
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