大气吸收(atmospheric absorption)是指
大气中各种成分,对
电磁波辐射在其中传播时的吸收作用。
大气吸收(atmospheric absorption)是指
大气中各种成分,对
电磁波辐射在其中传播时的吸收作用。
大气吸收是选择吸收,
太阳辐射通过长长的大气路径,遭受一系列吸收后到达地表,被吸收的能量转变为
热能、离化能或其它形式的能量,对确定各层大气的物理和化学状态起着重要作用。
大多数太阳
紫外辐射在
高层大气中被
氧和
氮所吸收(2600A至更短波长),所以高层大气中氧和氮分子遭受光化学离解,以
原子态出现。2000 -3000A左右的太阳紫外辐射,主要由
臭氧吸收。太阳
可见光辐射的吸收较少,因为这里是
大气窗区。
在红外范围内主要的吸收气体是
水汽、
二氧化碳和臭氧,图 1 中列出了它们的
吸收带中心波长。在
微波范围内,主要吸收成分是氧气(波长4 - 6mm)和水汽(波长1.35cm 和 1.6mm附近)。
氧分子具有
磁偶极矩,水分子具有剩余
电偶极矩。在电磁场的作用下,当电磁波的频率与分子转动能级跃迁频率一致时,分子吸收电磁波的能量,其转动能级由低向高跃迁,形成
共振吸收。在分子碰撞的情况下,这种共振吸收谱线不是频率单一的谱线,而是有一定的频谱宽度。这样,氧和水汽不仅激烈地吸收频率与吸收谱线中心频率十分相近的
电磁波,也会吸收频率不一致的
电磁波。
光辐射在通过大气到达被照面的过程中,大气对
光辐射的吸收、散射及反射作用造成光辐射的削弱,光辐射这种削弱程度叫做
大气吸收系数。大气吸收系数可以用图2 中式(1)表示