地球大气红外辐射特性研究现状

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红外焦平面阵列技术现状和发展趋势

红外焦平⾯阵列技术现状和发展趋势⼀、引⾔⾃从1800年赫谢尔利⽤⽔银温度计制作的最原始的热敏探测器发现了红外辐射以来[1]，⼈们就开始不断运⽤各种⽅法对红外辐射进⾏检测，并根据红外光的特点⽽加以应⽤，相继制成了各种红外探测器，如热敏型辐射探测器（温差电偶探测器、电阻测辐射热计、热释电探测器）和半导体光电探测器（光电导探测器、光伏型探测器等）。

最初，⼈们只能以单个探测单元通过光机扫描的⽅式并协同低温制冷器来实现图像探测；后来，则出现了探测单元数⽬在⼀万以上，且⾃带有信号读出电路的⼆维N×M元焦平⾯阵列(FPA)探测器；⽽现今，集成了探测器后续信号处理电路，包括信号读出电路、前放、模数转换器等的第三代被称为“灵巧”（smart）凝视的⼤阵列焦平⾯也已开始崭露头⾓[2]。

红外焦平⾯热像仪是⼀种可探测⽬标的红外辐射，并能通过光电转换、电信号处理等⼿段，将⽬标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，是集光、机、电等尖端技术于⼀体的⾼科技产品。

因其具有较强的抗⼲扰能⼒，隐蔽性能好、跟踪、制导精度⾼等优点，在军事领域获得了⼴泛的应⽤。

⽬前许多国家，尤其是美国等西⽅军事发达国家，都花费⼤量的⼈⼒、物⼒和财⼒进⾏此⽅⾯的研究与开发，并获得了成功[3、4]。

⼆、红外焦平⾯阵列原理、分类1、红外焦平⾯阵列原理焦平⾯探测器的焦平⾯上排列着感光元件阵列，从⽆限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平⾯的这些感光元件上，探测器将接受到光信号转换为电信号并进⾏积分放⼤、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。

2、红外焦平⾯阵列分类（1）根据制冷⽅式划分根据制冷⽅式，红外焦平⾯阵列可分为制冷型和⾮制冷型。

制冷型红外焦平⾯⽬前主要采⽤杜⽡瓶/快速起动节流致冷器集成体和杜⽡瓶/斯特林循环致冷器集成体[5]。

由于背景温度与探测温度之间的对⽐度将决定探测器的理想分辨率，所以为了提⾼探测仪的精度就必须⼤幅度的降低背景温度。

空间地球辐射探测技术研究进展

ＩＦＡＥＭＮＨＹ／Ｏ．，ｏ，ＳＰ００ＮＲＲＤ（ＯＴＬ）Ｌ１Ｎ．Ｅ１Ｖ３９２
文章编号：１７—７５２１） —０１０６２８（０００００—５８９
空间地球辐射探测技术研究进展
马庆梅陆段军
（中国科学院上海技术物理研究所，上海２０８）００３
摘要：地球辐射收支对于研究天气气候及其相互关系具有重要作用。对国内外空间地球辐射探测技术的近代发展及现状进行了分析和研究，并结合地球辐射收支工程项目，论述了静止轨道地球辐射收支探测的特点。关键词：地球辐射收支；探测；信息获取与处理中图分类号：Ｔ２５文献标识码：ＡＮ１ＤＯ：１．６￣ｉｎ１７—７５００９０Ｉ０９９．ｓ．２８．１．．１３ｓ６８２００
ＯｖｒｉｗｆＳｃｂｏｎｅＥａｔＲａａｉｅｖｅｏｐａＤｅｅｃｉｔｔｏｎｃＴｅｈｎｏｌｏｇｉｓｅ
ＭＡＱｉ－ｉＬｕｎｕｎｍｅＵＤａ－ｎｇ，ｊ（ｈｇａＩｓｔｔｏｅｎｃｌｈｓｓＣｉｓｃｄｍｆｃｎｅ，ｈｎｈｉ２０８，ｈｎ）Ｓ￣ｈｉｎｔｕｅｆｃｉｙｉ，ｈｅｅａｅｙｏｉｃｓＳａｇａ００３ＣｉｉＴｈａＰｃｎＡＳｅａ
天气气候的相互关系等都具有重要作用。
作者简介：马庆梅（７－，女，陕西咸阳人，副研究员，士研究生，究方向为空间遥感技术。Ｅｍｉｍｑｇ１７９）博研－ａａｉｈｎ

《2024年煤岩破裂过程红外辐射特性研究》范文

《煤岩破裂过程红外辐射特性研究》篇一一、引言煤岩作为地球的重要组成部分，其破裂过程的研究对于地质学、采矿工程、地震学等领域具有重要意义。

在煤岩破裂过程中，红外辐射作为一种重要的物理现象，其特性的研究对于理解煤岩破裂机制、监测煤岩破裂过程以及预测地质灾害等具有重要价值。

本文旨在研究煤岩破裂过程中红外辐射的特性，为相关领域的研究提供理论依据和实验支持。

二、文献综述在过去的研究中，煤岩破裂过程中的红外辐射特性已引起广泛关注。

研究表明，煤岩破裂过程中会释放出大量的热能，进而产生红外辐射。

此外，煤岩的矿物成分、结构特性、含水率等因素也会影响红外辐射的特性。

目前，关于煤岩破裂过程中红外辐射特性的研究主要集中在以下几个方面：红外辐射的产生机制、红外辐射与煤岩破裂过程的关系、红外辐射的检测与监测技术等。

三、研究内容本研究采用实验和理论分析相结合的方法，对煤岩破裂过程中红外辐射的特性进行研究。

首先，我们选取了具有代表性的煤岩样品，通过单轴压缩实验模拟煤岩的破裂过程。

在实验过程中，利用红外检测设备实时监测煤岩破裂过程中的红外辐射变化。

同时，我们还对煤岩样品进行了矿物成分、结构特性、含水率等物理性质的测试，以分析这些因素对红外辐射特性的影响。

在理论分析方面，我们建立了煤岩破裂过程中红外辐射的物理模型，通过数学分析和计算机模拟，研究红外辐射的产生机制、传播规律以及与煤岩破裂过程的关系。

此外，我们还探讨了红外辐射在监测煤岩破裂过程中的应用，为相关技术的开发提供理论支持。

四、结果与讨论1. 实验结果通过单轴压缩实验和红外检测设备的实时监测，我们得到了煤岩破裂过程中红外辐射的变化曲线。

结果表明，在煤岩破裂过程中，红外辐射强度呈现出明显的阶段性变化，与煤岩的破裂过程密切相关。

此外，我们还发现煤岩的矿物成分、结构特性、含水率等因素对红外辐射特性具有显著影响。

2. 理论分析结果通过建立物理模型和数学分析，我们研究了煤岩破裂过程中红外辐射的产生机制和传播规律。

城市典型地物的热辐射特性研究

一
、
四通道的亮温很低；其他时刻四个通道的亮温数据基本
Ｆｇ２Ｔｅｍａａｉｔｎｃａｃｅｉｉｉ．ｈｒｌｄａｉｈｒｔｒｔｃｒｏａｓｓ
ｏｉｆｒｎｌｍａｅｉｌｆｄｆｅｅｔＷａｌｔｒａｓ
段相一致＿。８应用该仪器可以测量地物的亮度温度及辐亮度ｌ信息，是航空、航天平台上多光谱扫描仪的模拟传感器ｌ。ｇ］
１３数据处理．
为了避免偶然误差，提高数据精度，要求辐射计对各地物的测量数据在５以上，组需对有效数据进行处理，权平加
ｏｉｆｔｒａｓ
２１热辐射温度与地物类型的关系．
图ｌ为几种典型地面目标的热辐射特征。图中除松树冠层外，其余各地物在不同通道上的亮温值差异很小，曲线几乎与横坐标平行。松树冠层在四个通道上亮温差异显著，在
城市典型地物的热辐射特性研究
张霞，赵云升，孙天琳，梁壬凤
东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春１０２３０４
摘
要
运用热红外技术监测地表温度已获得成熟的发展，城市化进程的加快使得城市热岛效应日益显现，
有关城市典型地物热辐射特性的研究对于分析城市热岛现象的成因和分布具有重要意义。文通过对保定本
ｌ；
Ｆｉ．Ｔｈｒａｌｒｄａｉｎｈｒｃｅｉｔｃｇ１ｅｍａｉｔｏｃａａｔｒｓｉｓ
ｏｙｉａｕｆｃｅｔｒｓｆｔｐｃｌｓｒａｅｆａｕｅ

大气辐射传输

大气辐射传输
大气辐射传输是指大气层对太阳辐射和地球辐射的吸收、散射和透过过程。

辐射传输对于地球的能量平衡和气候变化具有重要影响。

太阳辐射传输是指太阳光在大气层中的传播过程。

太阳光包括可见光、紫外线和红外线等各个波长的辐射。

当太阳辐射进入大气层时，一部分被大气层直接吸收，一部分会被大气层散射和透过。

其中散射是指太阳辐射在大气层中发生方向改变的现象，散射过程会使太阳光在任意方向上均有可能被观测到。

透过是指太阳辐射穿过大气层到达地表的过程。

太阳辐射的传输过程受到大气层中各种气体、云、气溶胶和地表的影响，不同波长的辐射在大气层中的传输特征也各不相同。

地球辐射传输是指地球表面发出的热辐射在大气层中的传播过程。

地球表面主要发出的是长波红外辐射，包括地球的地表辐射和大气层内的辐射。

在地球辐射传输过程中，大气层的主要作用是散射和吸收地球辐射。

一部分地球辐射能够直接透过大气层达到太空，一部分被大气层吸收后被重新辐射到太空中，形成热辐射平衡。

大气辐射传输对于地球能量平衡和气候变化具有重要影响。

太阳辐射传输直接影响到地球的能量收入，地球辐射传输则决定了地球的能量输出。

其中，大气层对太阳辐射的吸收和散射会影响到地球的能量收入量，而大气层对地球辐射的吸收和透过则影响到地球的能量输出量。

这些能量的变化对大气层和地表的温度、气候和天气现象产生影响。

因此，对大气辐射传输过
程的研究对于了解地球的能量平衡和气候变化机制具有重要意义。

大气环境中气溶胶的辐射特性与气候参数

大气环境中气溶胶的辐射特性与气候参数气溶胶是指悬浮在大气中的微小固体或液体颗粒，它们对大气辐射平衡和气候变化具有重要影响。

在大气中，气溶胶与气候参数之间存在着复杂的相互作用关系，这些关系对于理解和预测气候变化具有重要意义。

本文将探讨大气环境中气溶胶的辐射特性以及与气候参数之间的相互影响。

一、气溶胶的辐射特性气溶胶颗粒对太阳辐射和地球辐射有着不同的影响。

首先，气溶胶对太阳辐射产生散射作用，使得部分太阳辐射反射回太空，从而降低了地球表面的日射量。

其次，气溶胶对地球辐射产生吸收和散射作用，导致地球表面的红外辐射减少。

这两种作用共同促使大气臭氧和水蒸气的湿度分布发生变化，从而改变了大气循环和气候变化的格局。

二、气溶胶与气候参数的关系气溶胶与气候参数之间存在着复杂而微妙的相互作用关系。

首先，气溶胶的浓度和分布受到气候参数的影响。

气候因子如温度、湿度、风速和降水量等能够影响气溶胶的生成、扩散与沉降过程。

其次，气溶胶对气候参数的影响是双向的。

一方面，气溶胶散射和吸收太阳辐射，导致地面的日照减少，从而降低了气温和蒸发散。

另一方面，气溶胶对地球辐射吸收和散射，改变了地球辐射平衡，进一步影响大气温度。

此外，气溶胶还会导致云的形成和发展产生变化，从而影响降水和云的辐射特性，间接影响气候变化。

三、气溶胶的影响机制气溶胶的辐射特性和气候参数之间的相互关系主要是通过物理和化学机制来实现的。

物理机制包括气溶胶的散射、吸收和透过过程。

气溶胶颗粒的大小、形状和化学组成等决定了它们对光的散射和吸收特性。

化学机制主要指气溶胶颗粒与大气中的气体和水分子之间的相互作用。

这些相互作用导致了气溶胶颗粒的生长和变化，进而改变了它们的辐射特性和对气候参数的响应。

四、气溶胶观测与模拟为了更好地理解大气环境中的气溶胶辐射特性和与气候参数之间的相互作用，科学家们使用各种观测和模拟手段进行研究。

观测手段主要包括地面观测、航空观测和卫星观测。

通过监测气溶胶的光学特性、化学成分和粒径分布等参数，可以获得气溶胶的辐射效应，并与气候参数进行相关分析。

热红外遥感反演地表温度研究现状

维普资讯
第２５卷第２期２００７年６月
文章编号：０６－６９２０）一２— ０７－０１０７３（０７００１５
干旱气象
ＡＲＩＭＥＴＥＯＲＯＬＤＯＧＹ
Ｖｏ．５Ｎ０．１２２
以快速同步地获取大面积区域地表温度。因此利用
讲，然界任何高于热力学温度（ｉｅｃｅｐｒｕｅ自Ｋｎｔｍｅｔｉｔａｒ
）的物体都不断地向外发射具有一定能量的电磁波。其辐射能量的强度和波谱分布的位置是温度的函数。随着温度的增加，总辐射能量将相应增加，辐射能量的最大波长也将逐渐变短。通常用Ｐａｃｌｋｎ
析了遥感反演地表温度的发展趋势。
１遥感反演地表温度的原理
目前遥感反演地表温度的方法主要有传统的大气校正法、单窗算法、劈窗算法。这些算法最基本的
理论依据是维恩位移定律和普朗克定律。从理论上
究有重要意义。传统获取地表温度的做法是采用温度计测量，所测的结果只代表观测点的局部温度，唯有遥感可以提供二维陆面温度分布信息… ，并且可
卫星数据演算地表温度，探讨卫星热通道的理论及
其实际应用方法，已经成为遥感科学的一个重要领域。热红外遥感记录的是地物发射的热辐射能量，具有不破坏地表热力学状态的特点，其反演陆面用温度早已被科学家重视，以从１６可９２年发射的ｒ— ｒＩ

第五章红外辐射在大气中的传输

分类粉尘微粒硫化物氮化物氧化物卤化物有机化合物成分碳粒、飞灰.碳酸钙、氧化锌、二氧化铅二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫化氢、硫醇等一氧化氮、二氧化氮、氨等臭氧、过氧化物、一氧化碳等氯、氟化氢、氯化氢等碳化氢、甲醛、有机酸、焦油、有机卤化物、酮等
9
——红外技术及应用
大气的高度
严格地说，不存在大气圈的上界。大气圈的垂直范围通常有两种划法：（一）着眼于大气中出现的某些物理现象。大气中极光是出现高度最高的物理现象，因此，可以把大气的上界定为1200公里。

1பைடு நூலகம்大气的基本组成
包围着地球的大气层，每单位体积中大约有78%的氮气和 21%的氧气，另外还有不到1%的氩（Ar）、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、一氧化二氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、水汽(H2O)等成分。除氮气、氧气外的其他气体统称为微量气体。
除了上述气体成分外，大气中还含有悬浮的尘埃、液滴、冰晶等固体或液体微粒，这些微粒通称为气溶胶。
• （2）在紫外和可见光谱区域中，由氮分子和氧分子所引起的瑞
利（Rayleigh)散射是必须要考虑的。
• （3）粒子散射或米（Mie)氏散射。 • （4）大气中某些元素原子的共振吸收。 • （5）分子的带吸收是红外辐射衰减的重要原因。
4
——红外技术及应用
§ 5.1 地球大气的基本组成和气象条件

• 3 臭氧
• 臭氧在大气中的形成和分解过程，决定了臭氧的浓度分布以及臭氧层的温度。
19
——红外技术及应用
4 大气中的主要散射粒子
在辐射传输研究中常用的气溶胶尺度谱模式有以下两种：
（1）Diermendjian谱模式，其公式为

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地球大气红外辐射特性研究现状
孙延奇蒋奇材范彩平
（１．６５０４１部队７１分队，辽宁沈阳１１０１１３；２．７８４５６部队，四川成都６１００６６）
摘要：简要介绍了国外地球大气红外辐射特性的研究进展。重点从利用国外成熟软件进行计算、基于基础理论开展相关研究以及自主研发大气辐射计算软件等三个方面，综述了国内在地球大气红外辐射特性方面的研究现状，并讨论了国内相关领域需要作进一步研究的内容。关键词：地球大气；红外辐射特性；研究现状中图分类号：ＴＰ３１９文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ — ８７８５．２０１３．１０．００２
式的地球大气背景红外辐射软件等三个方面介绍国内在地球大气辐射特性方面的研究现状。
１国外研究现状
国外对地球大气辐射以及红外辐射的大气传输特性的研究较为充分。尤其是作为最早成功发射气象卫星的国家，美、俄两国在该领域的研究处于领先地位他们不但拥有大量实验数据，而且还具有一些实用的地球大气背景红外
持藏瓣
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０－。００ｌｌｌ０ｌｌ＿ｌｌｌｌｌ … ｌｌ＿ｌｌｌｌ＿＿Ｉｌ＿ｌｌ＿ｌｌ７
文章编号：１６７２ — ８７８５（２０１３）１０ — ０００７－０３
．
Ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ７１ｏｆ６５０４１Ｔｒｏｏｐ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１１３，Ｃｈｉｎａ
２．７８４５６ｒｏＴｏｐ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６６，Ｃｈｉｎａ）
０引言
由于地球大气的红外辐射和传输特性对军事和民用领域中的许多应用具有重要影响，国内外研究人员已经对其进行了深入的理论和实验研究，并开发出了一些实用的工具软件。本文首先简要介绍国外相关方面的研究现状，然后
ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔＵＳｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＥａｒｔｈＳＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅ
ＳＵＮＹａｈ — ｑｉ１，ＪＩＡＮＧＱ．－ｃａｉ２，ＦＡＮＣａｉ — ｐｉｎｇ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｂｒｉｅｆ．Ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ．ｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｒｔｈ’ Ｓａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｓｏｖｅｒｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ：ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｆｏｒｅｉｇｎｍａｔｕｒｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｒｅｓｅｒｃａｈｂａｓｅｄｏｎｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎＳＯｆｔｗａｒｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ．ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｔｅｎｔｗｈｉｃｈｎｅｅｄｔｏｂｅｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｄｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈＳａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ；ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ：ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｉｎｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｒｔｈ ’ ＳａｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｔａｂｒｏａｄｉＳ