紅外輻射大氣窗口

圖1為在海平面上1830m的水平路程所獲得的光譜透過率曲線，圖1的下部表示了水蒸氣、CO₂和臭氧分子所造成的各個(gè)吸收帶，具體示意圖如下所示：

曲線給出了上述幾個(gè)稱作大氣窗口的高透過濾區(qū)域，它們被中間的高吸收率區(qū)域隔開。在16~24μm處存在一個(gè)半透明的大氣窗口。

大氣窗口主要與路程中的水蒸氣、CO2及臭氧的含量有關(guān)，因此在不同的高程及不同的地區(qū)大氣窗口的寬度及透射率是有差別的。

紅外輻射大氣窗口是指大氣對不同波長的紅外輻射具有不同的透過率，其中透過率較高的波段范圍稱為大氣窗口。

大氣窗口通常是根據(jù)主要透明區(qū)的區(qū)界劃分。在短波、中波、長波譜段，主要的大氣窗口分別為0.7~2.5μm，3~5μm，8~14μm 。

大氣窗口外的波段由于其大氣吸收較強(qiáng)，一般在經(jīng)過大氣層的探測系統(tǒng)中不予采用 。2100433B

穿透大氣的一些波段

大氣窗口（atmospheric window）

指天體輻射中能穿透大氣的一些波段。由于地球大氣中的各種粒子對輻射的吸收和反射，只有某些波段范圍內(nèi)的天體輻射才能到達(dá)地面。按所屬范圍不同分為光學(xué)窗口、紅外窗口和射電窗口。

大氣窗口光學(xué)窗口

可見光波長約300～700nm。波長短于300nm的天體紫外輻射，在地面上幾乎觀測不到，因?yàn)?00～300nm的紫外輻射被大氣中的臭氧層吸收，只能穿透到約50公里高度處；100～200nm的遠(yuǎn)紫外輻射被氧分子吸收，只能到達(dá)約100公里的高度；而大氣中的氧原子、氧分子、氮原子、氮分子則吸收了波長短于100nm的輻射。300～700nm的輻射受到的選擇吸收很小，主要因大氣散射而減弱。

大氣窗口紅外窗口

水汽分子是紅外輻射的主要吸收體。較強(qiáng)的水汽吸收帶位于0.71～0.735μ（微米），0.81～0.84μ，0.89～0.99μ，1.07～1.20μ，1.3～1.5μ，1.7～2.0μ，2.4～3.3μ，4.8～8.0μ。在13.5～17μ處出現(xiàn)二氧化碳的吸收帶。這些吸收帶間的空隙形成一些紅外窗口。其中最寬的紅外窗口在8～13μ處（9.5μ附近有臭氧的吸收帶）。17～22μ是半透明窗口。22μ以后直到1毫米波長處，由于水汽的嚴(yán)重吸收，對地面的觀測者來說完全不透明。但在海拔高、空氣干燥的地方，24.5～42μ的輻射透過率達(dá)30～60%。在海拔3.5公里高度處，能觀測到330～380μ、420～490μ、580～670μ（透過率約30%）的輻射，也能觀測到670～780μ（約70%）和800～910μ（約85%）的輻射。

大氣窗口射電窗口

這個(gè)波段的上界變化于15～200米之間，視電離層的密度、觀測點(diǎn)的地理位置和太陽活動(dòng)的情況而定（見大氣射電窗）。

常用大氣窗口

由于大氣對電磁波散射和吸收等因素的影響，使一部分波段的太陽輻射在大氣層中的透過率很小或根本無法通過。電磁波輻射在大氣傳輸中透過率較高的波段稱為大氣窗口。為了利用地面目標(biāo)反射或輻射的電磁波信息成像，遙感中對地物特性進(jìn)行探測的電磁波“通道”應(yīng)選擇在大氣窗口內(nèi)。目前在遙感中使用的一些大氣窗口為：

1、0.3～1.155μm，包括部分紫外光、全部可見光和部分近紅外，即紫外、可見光、近紅外波段。這一波段是攝影成像的最佳波段，也是許多衛(wèi)星遙感器掃描成像的常用波段。比如，Landsat衛(wèi)星的TM的1～4波段；SPOT衛(wèi)星的HRV波段等。其中：0.3～0.4μm，透過率約為70%；0.4~0.7μm，透過率大于95%；0.7~1.1μm，透過率約為80%。

2、1.4~1.9μm，近紅外窗口，透過率為60%~95%，其中1.55~1.75μm透過率較高。該波段在白天日照條件好的時(shí)候掃描成像常用這些波段。比如，TM的5、7b波段等用以探測植物含水量以及云、雪或用于地質(zhì)制圖等。

3、2.0~2.5μm，近紅外窗口，透過率約80%。

4、3.5~5.0μm，中紅外窗口，透過率為60%~70%。該波段物體的熱輻射較強(qiáng)。這一區(qū)間除了地面物體反射太陽輻射外，地面物體自身也有長波輻射。比如，NOVV衛(wèi)星的AVHRR遙感器用3.55~3.93μm探測海面溫度，獲得晝夜云圖。

5、8.0~14.0μm，熱紅外窗口，透過率約80%。主要來自物體熱輻射的能量，適于夜間成像，測量探測目標(biāo)的地物溫度。

6、1.0~1.8mm，微波窗口，透過率約35%~40%。

7、2.0~5.0mm，微波窗口，透過率約50%~70%。

8、8.0~1000.0mm，微波窗口，透過率約100%。由于微波具有穿云透霧的特性，因此具有全天候、全天時(shí)的工作特點(diǎn)。而且由前面的被動(dòng)遙感波段過渡到微波的主動(dòng)遙感波段。

紅外輻射陶瓷 用t紅外波 段范圍內(nèi)的陶瓷材料。具有較高的輻射率和較高輻射強(qiáng)度。 在一般陶瓷基體中加人鐵、鉆、鎳、錳氧化物等或選用紅外區(qū) 全輻射率或單色輻射率較高的金屬氧化物飛碳化物、氮化物， 經(jīng)配料、成型、高溫?zé)Y(jié)而成、.也有在陶瓷坯體上噴涂或涂刷 一層紅外輻射層，形成紅外輻射陶瓷。廣泛應(yīng)用于制造干燥 爐、烘烤爐、熱處理爐及醫(yī)用理療儀等。