基本介紹
- 中文名：海面輻射
- 外文名：Sea-surface radiation
- 又名：海面射出輻射、海面熱輻射
- 學科：大氣、海洋
- 光譜：8～14微米
- 因子：海面溫度
- 套用：判斷海面污染
定義,計算模型,東海海面輻射特徵,
定義
海面輻射，又稱海面射出輻射、海面熱輻射或海面紅外輻射。通常指海面向上發射的長波輻射。其光譜分布幾乎和黑體相同，峰值在8～14微米的中紅外波段上。海面輻射大小主要取決於海面溫度，可根據斯忒藩—波爾茲曼定律由實測溫度計算。反之，也可根據遙感探測的海面紅外輻射推算海面溫度（即紅外等效溫度）。當海面有污染物如油膜等覆蓋時，其比輻射率有所減小，導致測得的紅外等效溫度降低，故可根據紅外等效溫度降低的幅度來判斷海面污染程度和污染物的性質。
計算模型
三種海面輻射計算模型：漫射灰體模型、平靜海面模型和波浪海面模型；然後，從紅外仿真的實際要求出發，比較並分析了這三種模型在艦船輻射場計算和海面背景熱像模擬中的差異和適用性，為海面艦船紅外仿真研究提供了海面模型的選擇依據。
1海面輻射模型
（1）漫射灰體模型漫射灰體模型認為海面反射為漫反射，並且忽略了海面發射率隨波長和方向的變化，將海面發射率做定值處理：
!≡0．98（1）
按照漫射灰體假設，海面的發射輻射和反射輻射的空間分布都是均勻的，即海面在各個方向上的輻射亮度相同。
（2）平靜海面模型實際海面顯然不是漫射灰體。與大多數非金屬表面類似，實際海面的方向發射率會隨著天頂角的增大而減小。根據研究者的經驗，忽略海面波浪的影響，則平靜海面的方向發射率隨方向變化的關係可以使用下面的經驗公式描述：
!θ=0．98[1－（1－cosθ）5]
（3）波浪海面模型由於風和重力的影響，實際海面總是布滿波浪。海面波浪起伏對海面的發射和反射都將造成影響。在海面溫度遙感領域，不少研究者已經對波浪海面的發射率展開了一系列的研究工作。其中，Masuda的波浪海面發射率模型在遙感領域得到了一致的認同，並在實際測量中得到了驗證。
東海海面輻射特徵
東海海區輻射分量除向上短波輻射外,都表現出夏季最大,冬季最小的季節變化特徵;大氣透過率秋季最大,夏季最小;海面反照率秋季最大,春季最小。向下(上)短波輻射主要受太陽高度角和雲量影響,向下長波輻射與氣溫、相對濕度的相關性較好,向上長波輻射與皮溫的關係非常密切;大氣透過率在少雲時主要受太陽高度角影響,多雲時主要受總雲量影響,空氣濕度的影響較弱;大氣透過率變大時海面反照率減小;太陽高度角是影響海面反照率最主要的因素,且影響作用隨著大氣透過率的變大而增強,太陽高度角越大,海面反照率越小;風引起的海面粗糙度影響最弱,在太陽高度角較高、大氣透過率較大時,風增大海面反照率的作用增強。
