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第五章大气中的热红外辐射传输
VISSR可见光红外光
GMS
2
旋转式辐射扫描仪
(日本)
VISSR可见光红外光 METEOSA
3
自旋辐射扫描仪
T
(欧空局)
0.4-14.5 0.2-50.0 0.55-12.0 0.405-12.5
0.33-14.0
250m,500m, 1km/无 60km/无
5.73km/无
600m 星下点/无
10km/2-6km
传感器
现在及将来地球观测计划红外传感器概览(星载部分)
卫星/计划 波段数 光谱范围
( m )
空间分辨率 (水平/垂直)
视 场 瞬时视角
(度)
mrad
AIRS大气红外探测仪 EOS(美国) 2300;6 3.74-15.4 13.5km-1km 49.5
1.1
用途 大气温度湿度
ASTER高级空间热辐射 热反射探测器
热红外遥感
所有的物质,只要其温度超过绝对零度,就会 不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外 能量主要在大于3微米的中远红外区,是热辐射。 热红外辐射不仅与物质的表面状态有关,而且是 物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中, 它能通过3-5微米和8-14微米两个窗口。
热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集, 记录地物的这种热红外信息,并利用这种热红外 信息来识别地物和反演地表参数和温度、湿度和 热惯量等。
4
多光谱扫描仪
(中国/巴西)
0.69-14.95
20.4m/无
0.753-11.77 13km/2km
0.5-12.5 78m,156m/无
ISTOK-1红外光谱辐射仪 PRIRODA-1 64
系统
(俄罗斯)
0.4-16.0
0.75-3km/无
LISS-3线形成像自扫描传 IRS-1C/1D
4
感器3型
地球大气中的辐射过程,一般认为在地面以上至60km的大气仍可 视为处于局地辐射平衡状态。地表与大气耦合面能量交换过程复杂, 一般在几个微米的表层内,处于非热平衡状态。
热红外遥感系统
热红外遥感在海面温度、陆面温度、大气温度、大气 水汽、云顶温度的遥测中具有无可替代的地位。热红外遥 感传感器的发展十分迅速,现在使用和即将投入使用的热 红外传感器达几十种之多。我们把主要的热红外传感器的 有关信息列于下表。
CIS中国成像光谱仪
DAIS-7915数值式 航空成像光谱仪 DAIS-16115数值式 航空成像光谱仪 GER-63通道扫描仪
ISM红外成像光谱仪
中国 美国 美国 美国 法国
1
3.53-3.94
始于1993年
80
1.2×1.2 陆地表面观测
2
10.5-12.5
1
3.0-5.0
始于1993年
64-78 3.3,2.5或 陆地海洋生态环
MUSIS多光谱 红外照相机
SMIFTS空间可调成像傅立 叶变换光谱仪
美国 美国 美国 美国
50
0.547-14.521
始于1992年
85.92
10
8.2-12.7
始于1993年
星下点/无
HiRDLA高分辨率临界动
EOS
21
6.0-18.0
10km/1km
态分辨仪
(美国)
GLI全球成像仪
ADEOSII
34 可见光,近红外,
1km
(日本)
热红外
HIRS/21高分辨率红外辐 NOAA-11 (美 20
射探测仪
国)
ILAS改进型临边
ADEOS
3
大气光谱仪
(日本)
IR-MSS红外
CBERS
ATSR纵向扫描辐射仪
EOS (美国)
ERS-1 (欧空局)
14
2 (MWR)
8-12
3.7,11.0 12.0
90m/无 1km×1km
AVHRR甚高分辨率 NOAA-11 (美 5
0.58-12.4
1.1km
辐射仪
国)
星下点/无
CERES云和地球
EOS
3
0.3-12.0
21km
辐射能系统
(美国)
(印度)
0.52-17.5
23.5m/无
21urad 陆地表面,水和云
1km×1k m
云,海面温度
1.4 海面温度植被,气
溶胶
78
24
地球辐射平衡
1km×10 km
大气温度 水分及化学
碳循环
大气温度湿度
大气
8.78
中等分辨率
制图
大气辐射
陆地和 水资源管理
现在及将来地球观测计划红外传感器概览(星载部分)
关于热辐射
空间所有的物体都通过辐射方式交换着能量,如果没有其它方 式的能量交换,则一物体热状态的变化就决定于放射与吸收辐射能量 的差值。当物体的辐射能量等于吸收的外来辐射能量,这时该物体处 于热平衡状态,因而我们可以用一函数温度 来描写它。热力学定律 可以用于研究平衡辐射的吸收与放射的规律。
一般来说,物体的辐射能量收支并不相等,物体处于非辐射平衡 状态。但是如果辐射热交换过程相当的慢,以致物体中的内能的分布 来得及变化均匀,并继续处于热平衡状态,那这时的辐射可视为具有 准平衡性质。此时,物体的温度是在变化的,但每一给定的瞬时,物 体的状态都可以看作是平衡的,仍可用一定的温度来描述它。
地球制图 云覆盖
地球 大气观测
传感器 AMSS航空多光谱扫描仪
主要的航空成像红外光谱仪
国别
波段数
澳大利亚
6
波段范围 ()
8.5-12.0
工作期间 始于1985年
视场 (度)
92
瞬时视 场mrad
2.1×3.1
用途 环境监测
ASTER模拟仪器
美国
20
8-12
始于1991年 65或104 2或5.0
云,陆地测量光谱辐射仪
(美国)
SCARAB辐射收支 POEM/ENVIS 4
扫描仪
AT-1(欧)
SR扫描辐射仪
FY-2中国
3
SROM海洋监测 光谱辐射仪
ALMAZ-IB 11 (中/俄)
TMG温室气体 干涉监测仪
VIRS可见光 红外光扫描仪
ADEOS (日本)
TRMM
5
(美国,日本)
6
8.7-12.7
5.0
境监测
6
3.0-5.0
始于1994年
78
12
8.0-12.0
3
陆地海洋生态环
境监测
6
8.0-12.5
始于1986年
90
3.3,2.5或
环境监测
5.0
地质研究
64
1.6-3.2
始于1991年 40可选 1.2×11 地质云雪植被
MAS MODIS航空 模拟仪器
MIVI多光谱红外 及可见光光谱仪
250,5001 地球物理过程大气
000m
海洋陆地
100 48×48 全球辐射收支
160urad
气象
海洋叶绿素 生物生产率
10
温室气体制图
3.75,10.8 12.0
2km/无
0.5-0.75 10.5-12.5
1.252.5km/无
0.5-12.5
2.5×2.5km
18
0.14
5×5km/无
云辐射