電磁波在大氣中傳播時，經大氣衰減後的電磁輻射通量與入射時電磁輻射通量的比值。大氣透過率是影響紅外輻射傳輸的重要因素。某特定地區上空大氣透過率受氣象影響很大,在較短時間內,大氣的壓強、濕度、氣體密度可發生明顯的變化。透過率會因此而發生較大程度的改變。
基本介紹
- 中文名：大氣透過率
- 外文名：Atmospheric transmissivity
- 定義：大氣衰減後的電磁通量與入射之比
- 常指：電磁波
- 常用求取方法：根據光譜線參數等
- 測量方法：間接模式計算方法和直接實測方法
簡介,計算方法,大氣透過率測量,
簡介
電磁波在大氣中傳播時，經大氣衰減後的電磁輻射通量與入射時電磁輻射通量的比值。大氣透過率是影響紅外輻射傳輸的重要因素。某特定地區上空大氣透過率受氣象影響很大,在較短時間內,大氣的壓強、濕度、氣體密度可發生明顯的變化。透過率會因此而發生較大程度的改變。
計算方法
在計算大氣透過率的時候一般分為2個過程：大氣分子的吸收和大氣分子以及氣溶膠的散射。
計算大氣分子吸收所決定的大氣透過率一般有以下幾種方法：根據光譜線參數，逐條進行理論計算；根據帶模型和有效的實驗測量或實際譜線資料，進行理論計算；直接利用實驗儀器進行測量；在實驗室模擬大氣條件進行測量。紅外輻射在大氣傳輸的過程中會遇到分子密度的起伏以及各種微粒，使得傳輸方向改變，從而導致某一特定方向上的輻射能減弱，即散射。計算大氣的散射衰減必須解決的基本問題是確定散射隨輻射波長、方向角以及散射元的特性和尺寸的變化關係，可以得到3種處理方法，即Rayleigh散射、Mie散射和無選擇性散射。
大氣透過率
大氣透過率早期計算大氣透過率的主要方法是查表法。這種方法對大氣傳輸模型做了大量簡化，由於計算繁雜、精度較差，現在已經很少使用。常用的大氣透過率計算途徑有2種：1）利用專業計算軟體進行精確計算；2）利用經驗公式進行粗略估算。專業計算軟體計算精度較高但使用複雜，且難以在紅外系統仿真軟體中直接調用其計算結果。採用經驗公式計算大氣透過率具有使用簡單、靈活且易於編程實現的優點，更適合在自製仿真軟體中使用。
大氣透過率測量
大氣透過率測量一般可分為間接模式計算方法和直接實測方法。模式計算方法是通過MODTRAN等大氣輻射傳輸計算軟體，利用典型大氣模式由地面能見度、大氣溫濕壓等大氣參數來計算某一段距離的大氣透過率。
由於某些大氣參數如氣溶膠消光係數、水汽含量的測量精度不高，並且用典型大氣模式難以完整描述大氣狀況，模式計算大氣透過率誤差一般在15%以上，氣象條件比較惡劣的情況下甚至超過30%，難以滿足高精度目標紅外輻射測量要求。
直接實測大氣透過率法是利用紅外測量設備對某一距離的參考紅外輻射源如標準黑體進行測量，根據黑體測量值、黑體輻亮度以及紅外設備輻射回響度來得到這段距離的實測大氣透過率。
但是實測大氣透過率只適用於對固定距離靜止目標進行紅外特性測量的情況，而且當目標較遠時需要較大的面源黑體，在工程上難以實現。
