卫星海洋学考试复资料整理资料讲解
§1
§11 卫星海洋遥感应 p1
卫星海洋学涉详细容：
①海洋遥感远离方法：包括遥感信息形成机理种波段电磁波（见光红外光微波）气海洋介质中传输规律海洋波谱特征
②海洋信息提取：包括海洋参数相关物理模型遥感数海洋参数反演算法遥感图处理海洋学解释卫星遥感数常规海洋数类海洋模式中化融合
③满足海洋学研究应传感器佳设计工作模式：包括光谱波段微波频率选择光谱分辨率空间分辨率求观测周期扫描方式研究传感器噪声水求
④反演海洋参数海洋学领域中应
卫星遥感获海洋数特点：
1观测区域
2时空步
3连续
*卫星遥感资料卫星海洋学研究成果海洋天气海况预报海洋环境监测保护海洋资源开发利海岸带绘测海洋工程建设全牛气候变化厄尔尼诺现象检测等科学问题着广泛应（问答题时加）
§12中国气象卫星发展p6
国气象卫星包括两系统： 1极轨卫星系统2球静止卫星系统
解第代极轨气象卫星风云号第代静止气象卫星风云二号第二代太阳步轨道气象卫星风云三号第二代静止气象卫星风云四号（风云单号极轨双号静止）
§13中国海洋遥感进步p8
2002年5月15日国第颗海洋探测卫星海洋号A风云号D气象卫星作箭双星时发射升空
2007年4月11日海洋号B卫星发射
发射海洋号卫星目：观测海水光学特征叶绿素浓度海表面温度悬浮泥沙含量溶机物海洋污染物质兼顾观测浅海形海流特征海面空气溶胶等素掌握海洋初级生产力分布海洋渔业养殖业资源状况环境质量解重点河口港湾悬浮泥沙分布规律海洋生物资源合理开发利岸海洋工程河口港湾治理海洋环境监测环境保护执法理等提供科学基础数
国计划发展3系列海洋卫星：
1见光红外波段遥感探测海洋水色水温海洋号系列卫星
2微波遥感探测全天候获取海面风场海面高度海表面温度场海洋二号系列卫星
3时配备光学传感器微波传感器海洋环境进行综合监测海洋三号系列卫星
§2 气象卫星水色卫星
§21 遥感遥感技术p30
遥感形式分类p31
1电磁波光谱分：见光红外反射遥感热红外遥感微波遥感
2目标量源分：动式遥感动式遥感
3空间尺度分：全球遥感区域遥感城市遥感
4应领域分：资源遥感环境遥感
5研究象分：气象遥感海洋遥感陆遥感
6应目分：陆水资源遥感土资源遥感植资源遥感海洋环境遥感海洋资源遥感质调查遥感城市规划理遥感绘测制图遥感考古调查遥感综合环境监测遥感规划理遥感等
7遥感器台分：航天卫星遥感航空遥感面遥感
§22 气象文星传感器
NOAATIROS系列卫星载改进型甚高分辨率辐射计（AVHRR）载探测气层垂直空气柱剖面温度湿度等物理量泰罗斯垂直探测装置（TOVS）P33
§24水色卫星传感器p43
第代水色扫描仪：海岸带水色扫描仪（CZCS）
第二代水色扫描仪：宽视场海洋观测传感器（SeaWiFS）中国海洋水色温度扫描仪（COCTS）第三代水色扫描仪：中等分辨率成光谱仪（MODIS）
水色传感器陆资源气象传感器点：p4344
①信噪（SNR）极高般传感器作暗元水体目标求SNR>500果做动增益调整陆目标信号趋饱
②波段带宽较窄水色传感器见光通道带宽雨10nm红外通道带宽约20nm光谱范围般400~900nm
③时间窗般求时间10：30—14：30间境中午12：00左右
④求卫星台具倾斜功避免太阳直射光海面反射进入视场
⑤访问时间1~3天空间集合分辨率500~1100m
⑥绝精度指标求
辐射计波段：p44
装载Nimbus7延岸带水色扫描仪（CZCS） 6 波段辐射计
装载SeaStarSeaWiFS 8 波段辐射计
装载EOS中等分辨率成光谱仪(MODIS) 36 波段辐射计
中等分辨率成光谱仪MODIS获取数三特点：p4748
1NASAMODIS数实行全世界免费接收政策样政策目前国数科学家说数资源
2MODIS数设计波段范围广（36）数分辨率高（250m500m1000m）陆气海洋研究较高实价值
3TERRAAQUA卫星太阳步极轨卫星TERRA方时午境AQUA方时午境TERRAAQUAMODIS数监测时间相配合天少2次白天2次黑夜监测数
§3 海洋卫星陆卫星
§32 欧洲卫星ERS12ENVISAT
图见书P57
欧洲环境卫星ENVISAT装载传感器
*高级合成孔径雷达ASAR
*中等分辨率成光谱辐射计MERIS
§33高度计卫星p59
1992年8月发射TOPEXPoseidon 2001年12月发射Jason1 特高度计轨道设计专卫星
§34装载合成孔径雷达卫星p59
加RADARSAT1995年11加空间局发射合成孔径雷达专卫星
§36陆海岸带观测卫星p63
HYPERION具220波段面分辨率达30m物波谱测量成海洋水色素测量气水汽气溶胶云参数测量等*第四代
§37高分辨率商业军事卫星p66
1美国球观测公司 2001年发射 QuickBird2卫星（美国快鸟）
2美国太空成公司 1999年发射高分辨商业卫星 IKONOS2（伊科诺斯2）
3美国轨道成公司 2003年发射 OrbView3（轨道观测3）
4美国球眼公司 2008年发射先进分辨率高商业卫星 GeoEye1（球眼1）
§4 卫星轨道分辨率
§41 卫星轨道p73
卫星球表面投影称星点者卫星天底点卫星星点轨迹赤道焦点称节点升轨：卫星南北运动时
降轨：卫星北南运动时
升轨点：卫星南北运动穿赤道时卫星星点轨迹赤道交点
降轨点：卫星北南运动穿赤道时卫星星点轨迹赤道交点
*升轨点降轨点统称节点
太阳步轨道p73
球观测四轨道类型包括：1*太阳步轨道（海洋遥感—水色遥感说）
2球步轨道
3高度计轨道
4赤道低轨角轨道
重复周期p76
卫星重复周期指：卫星某空开始运行干时间运行回原空时需天数卫星重复周期成卫星面轨迹重复周期采循环轨道卫星重复周期等
循环周期：高度计卫星重复周期循环周期常等价
传感器重复周期卫星装载传感器目标完成次全部全球覆盖时间周期
访问时间指：球某局部点传感器先两次观测时间区间访问时间观测点纬度关赤道区访问时间 长 高纬度区访问时间
§42 分辨率
电磁波相干条件：p77
①频率相两光波相遇点相振动方固定相位差 ②两光波相遇点锁产生振动振幅相差 ③两光波相遇点光程差太
★★计算**p7879
§5 电磁辐射
§51 电磁波波段p83
C 波段X 波段Ku 波段常常卫星遥感原：厘米量级波长微波海面风生毛细重力波发生布拉格振通振带回海面信息
§53 辐射术语p86
极化状态根电场方参考面关系定义 水极化垂直极化
设参考面两条直线确定条入射离开海面电磁波束直线条海表面垂线线性极化辐射水极化电场参考面垂直垂直极化电场参考面行
辐亮度L ：(方辐度) 辐亮度方概念
表示辐射方单位面积单位立体角辐射通量定义：
θθcos )(2ΩΦ
dAd d L
光谱辐亮度：
光谱者单色辐亮度表示辐亮度相波长频率量分布定义：
λθθλd dL L )()(
光谱辐亮度代表单位波段（单位波长单位频率）辐射方单位面积单位立体角辐射通量
辐度E
辐度E 表示通单位面积辐射通量定义：
dA d E Φ
发射度M ：
介质部吸收率a(λ) + r(λ) + t(λ)1
根基尔霍夫定律热动态衡条件介质洗手量全部发射发射率等吸收率发射率取代式吸收率：
()()()1++λλλt r e
理解
透明玻璃板入射光全部透射： t1r0e0
镜子入射光全部反射回： r1t0e0
黑体入射光全部洗手然全部发射： a1e1t0r0
菲涅尔反射率ρ
两介质界面出菲涅尔反射率()θλρ定义反射辐亮度入射辐亮度：
()()()
θλθλθλρi r L L
反率：定义面反射空气中种梨子散射辐度入射辐度
单次散射反率：描述气层中分子气溶胶粒子光学效果粒子太阳辐射单次散射反率定义粒子散射系数衰减系数
朗伯表面
L 代表物体表面发辐射者反射电磁波辐亮度果L θ函数样表面称朗伯表面朗伯定律表达事实：朗伯表面方样亮
§55黑体辐射 黑体
科学家发射率e 等1理想辐射体称黑体黑体发射辐亮度温度关果物体发射率e 1该物体灰体发射率e 俗称灰度
微波频率f 固定物体发射辐亮度L （f ）该物体温度呈现线性关系 亮温
果已知海面发射辐亮度直接代入普朗克辐射定律计算获黑体等效辐射温度样获温度真实海表面温度（SST ）称海面亮温称黑体温度B T
§6 散射吸收
§61 描述衰减术语p117
果zd 处电场强度()d E X ω衰减初始值()0ωX E 1e 定义z0zskin
d
距离皮层深度
n f c
n c k d e skin ＇
＇
＇＇
πω21 中
e
k ：电场强度衰减系数n ＇＇复折射率虚部
接海面非常薄水层水分子发射电磁波辐射够溢出水面表面薄层水分子均温度决定海表面辐射强度代表热红外辐射计者微波辐射计探测海表面温度该表面薄层实际厚度辐射波长变化般称表面薄层皮层
微波范围海水中微波波长减衰减加剧微波皮层深度波长减减 果z
90
z 处辐度
()
90Z E λ衰减初始值()0λE 1e 定义z0
90
z z
距离穿透深度 穿透深度
90
z 海水层粒子散射离水辐亮度()λL 贡献占90份额
90作穿透深度
90
z 角标
般490nm 蓝绿光穿透深度波长超490nm 见光海水中穿透深度见光波长增加减
电磁波纯水中穿透深度称吸收深度者衰减深度
穿透深度般描述见光红外光海水中衰减吸收深度描述电磁波纯水中穿透深度皮层深度描述电场强度衰减穿透深度吸收深度倍
衰减系数光学厚度p121 衰减系数()
λa k 吸收系数
()
λab k 散射系数
()
λsc k 总
光学厚度
a τ定义衰减系数传播路径积分 *光学厚度
a
τ没量纲
光学厚度
()z ab λτ等0时吸收率()λa 等0光学厚度()z ab λτ等穷时
吸收率()
λa 等1
体积散射函数
海水散射集中前散射前散射般占总散射90散射占部分通常10
米氏散射瑞利散射p130131 米氏散射理描述：q （粒子周长电磁波波长）1球形粒子电磁波散射现象 瑞利散射理描述q 远1球形粒子电磁波散射现象
述实际发生气太阳关散射两种： 丁达尔散射瑞利散射
丁达尔散射属米氏散射描述尺度100nm 粒子太阳光散射现象详见p130
§62 辐射传输方程p135
见光波段气溶胶散射常构成衰减素热红外特微波波段电磁波波长远气含粒子粒径气含粒子散射已起明显作气含粒子吸收变成衰减素红外波段水汽二氧化碳臭氧吸收气体微波波段水汽氧气云中液态水吸收物质
§63 气层气窗
臭氧（DU意义）p137
理解果零摄氏温度着垂直表方气中臭氧全部压缩标准气压臭氧层总厚度3mm 左右种面高空垂直柱中臭氧总厚度反映气中臭氧含量方法做 柱浓度法采布森单位（DU）表示正常气中臭氧柱浓度约300DU10 DU相标准气压0℃温度001mm 臭氧层厚度
气溶胶p138
气溶胶辐射影响 2 种方式：
直接影响指气溶胶直接散射吸收电磁辐射
二间接影响指气溶胶作凝结核气中改变云滴浓度云滴气中存时间通云滴影响电磁辐射
气溶胶电磁辐射影响双太阳辐射太空中散射造成衰减吸收面长波辐射作温室气体作相似形成增益
气溶胶气体重力场中具定稳定性较沉降速度物质颗粒组成混合系统般气溶胶指悬浮空气中固体液体颗粒气体载体组成相体系
气层空气分子臭氧气溶胶光学厚度p140
见光红外波段空气分子衰减作应光学厚度()λτa 空气分子散射造成吸收关系
见光红外波段气溶胶光学厚度气溶胶电磁波散射引起 臭氧光学厚度
()λτoz 臭氧吸收引起
水蒸气氧气吸收：微波波段气吸收系数起作气散射贡献忽略气衰减系数a κ似等气吸收系数ab κ微波波段气吸收系数ab κ饱含三组
成部分：
vap oxy liq ab κκκκ++
liq
κ云中液态水降雨吸收系数
oxy
κ氧气吸收系数
vap
κ水汽吸收系数
气窗P145146
7 种气成分电磁波吸收起等作：二氧化碳2CO 水蒸气O H 2臭氧
3
O
氧化二氮02N 氧化碳CO 甲烷4CH 氧气2O 较言二氧化碳水蒸气红外波段气透射率影响
选择气透射率次列序递减：冬天亚北极区冬天中纬度区夏天亚北极区夏天
中纬度区热带区般说气太阳入射辐射较透明球发出红外辐射太透明
§7 见光红外辐射计水色遥感 §71 辐射计p152
见光红外辐射计水色卫星遥感海水叶绿素浓度悬浮泥沙浓度海水漫衰减系数等
红外辐射计气象卫星陆卫星遥感雪冰气溶胶薄卷云等
热红外辐射计气象卫星海洋卫星遥感海面空水汽含量气剖面温度湿度海表面温度等
微波辐射计海洋卫星遥感海表面温度海面风速风海面空水汽含量降水量等飞机遥感海表面温度海表面盐度等 辐射计种根动遥感理研制传感器详见p152 §72 水色遥感简介 卫星传感器p153
谓水色海色太阳光水体海水散射见光红外辐射计监测散射光颜色 水色三素指：1浮游植物叶绿素2机悬浮物3机黄色物质
水体类型p157
类水体：浮游植物伴生腐殖质水体光学特性起作水体
二类水体：机悬浮物黄色物质（称溶解色机物）水体光学特性忽视明显作水体
数开阔海域海水接类水体二类水体位类关系密切受类活动影响强烈岸河口等海域中悬浮泥沙（机悬浮物）叶绿素黄色物质影响海洋水色三素
黄色物质
海水中溶解机物（DOM ）包括：POC颗粒状机碳DOC 溶解机碳
通定量滤膜（网膜04~10μm 间）颗粒状机碳称POC 通称DOC
色溶解机物（CDOM ）DOM 中成分吸收蓝色光散射黄色光水呈浅黄色通俗称黄色物质
通常含黄色物质海水吸收系数广义代表浓度单位μm 1
§73 气校正离水辐射 气透射率p161
水色卫星遥感气校正方程表达：
()()()()()()()λθλλθλλλλW r A R i L t L T L L L +++
§74 水色遥感科学术语p175
******作图题p175 图76 注意：反射峰位置高度坐标轴曲线形状
§8 热红外辐射计 §82 热红外辐射计
消云方法般采：p194
①．温度法：海表面温度云表面温度相高海表面温度变化时间梯度（空间梯度）云表面温度变化时间梯度（空间梯度）相低条件满足认海表面温度值否认云种方法稳定薄云清晰云情况适
②．波段方法：种方法赖两种红外波长（般37μm 105μm ）亮度温度间非线性关系果温暖海面覆盖分散清晰云图两波段出两种亮温均匀云块海面图相亮温 ③．图目测判断法：雨云见光图明显
§9 微波辐射计
§91微波辐射计p202
微波辐射计全天候探测海表面温度盐度风速气垂直温度湿度剖面气中水汽含量降水量
§10 散射计
§101 卫星散射计
散射计：种专门监测全球海面风场动微波雷达（辐射计动）
§103 电磁波粗糙海面散射 布拉格振散射
雷达发射电磁波海表面毛细重力波间产生布拉格振条件：
BC AB water 2sin 2sin 2θλ 等 雷达波长radar λ时海面散射电磁波相
相位具相相位电磁波相遇产生布拉格振
§11 高度计
§111 高度计海表面形学p253
卫星高度计
高度计：测量球表面相高度仪器高度计实现海表面高度SSH效波高SWH海表面形等动力参数测量时获取海流海浪潮汐海表面风等动力参数信息外卫星高度计探测数应球结构海洋重力场研究
目前两种卫星高度计应遥感监测中：
雷达高度计发射微波接收球表面返回微波
二激光高度计发射激光接收球表面返回激光
海表面形p256
海表面形海洋形：定义海表面相水准面距离
海表面高度海表面异常p257
海表面高度表示：海表面相参考椭球面距离
高度计应p258
§114 风速观测
高度计然测量海面风速标量应中具特殊意义：
①．高度计提供步风浪数
②高度计星点测量风速空间分辨率高散射计
③10ms风速范围高度计测量风速误差1ms优散射计
④．高度计散射计微波辐射计测量风速进行数融合数化
§12 合成孔径雷达
§123 合成孔径雷达应p295296
合成孔径雷达SAR种动式微波成雷达通测量海面散射信号通适处理产生标准化散射截面（NRCS）图标准化散射截面携带着海面信息反映雷达观测海面粗糙度
合成孔径雷达工作微波阶段测量出海浪方谱海面风场波监测海冰移动海面油膜根布拉格振散射理合成孔径雷达接收海面散射信号海表面满足布拉格振散射条件毛细重力波谱成正够观测海面毛细重力波代表海面粗糙度反演产生毛细重力波海面风速
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§1
§11 卫星海洋遥感应 p1
卫星海洋学涉详细容：
①海洋遥感远离方法：包括遥感信息形成机理种波段电磁波（见光红外光微波）气海洋介质中传输规律海洋波谱特征
②海洋信息提取：包括海洋参数相关物理模型遥感数海洋参数反演算法遥感图处理海洋学解释卫星遥感数常规海洋数类海洋模式中化融合
③满足海洋学研究应传感器佳设计工作模式：包括光谱波段微波频率选择光谱分辨率空间分辨率求观测周期扫描方式研究传感器噪声水求
④反演海洋参数海洋学领域中应
卫星遥感获海洋数特点：
1观测区域
2时空步
3连续
*卫星遥感资料卫星海洋学研究成果海洋天气海况预报海洋环境监测保护海洋资源开发利海岸带绘测海洋工程建设全牛气候变化厄尔尼诺现象检测等科学问题着广泛应（问答题时加）
§12中国气象卫星发展p6
国气象卫星包括两系统： 1极轨卫星系统2球静止卫星系统
解第代极轨气象卫星风云号第代静止气象卫星风云二号第二代太阳步轨道气象卫星风云三号第二代静止气象卫星风云四号（风云单号极轨双号静止）
§13中国海洋遥感进步p8
2002年5月15日国第颗海洋探测卫星海洋号A风云号D气象卫星作箭双星时发射升空
2007年4月11日海洋号B卫星发射
发射海洋号卫星目：观测海水光学特征叶绿素浓度海表面温度悬浮泥沙含量溶机物海洋污染物质兼顾观测浅海形海流特征海面空气溶胶等素掌握海洋初级生产力分布海洋渔业养殖业资源状况环境质量解重点河口港湾悬浮泥沙分布规律海洋生物资源合理开发利岸海洋工程河口港湾治理海洋环境监测环境保护执法理等提供科学基础数
国计划发展3系列海洋卫星：
1见光红外波段遥感探测海洋水色水温海洋号系列卫星
2微波遥感探测全天候获取海面风场海面高度海表面温度场海洋二号系列卫星
3时配备光学传感器微波传感器海洋环境进行综合监测海洋三号系列卫星
§2 气象卫星水色卫星
§21 遥感遥感技术p30
遥感形式分类p31
1电磁波光谱分：见光红外反射遥感热红外遥感微波遥感
2目标量源分：动式遥感动式遥感
3空间尺度分：全球遥感区域遥感城市遥感
4应领域分：资源遥感环境遥感
5研究象分：气象遥感海洋遥感陆遥感
6应目分：陆水资源遥感土资源遥感植资源遥感海洋环境遥感海洋资源遥感质调查遥感城市规划理遥感绘测制图遥感考古调查遥感综合环境监测遥感规划理遥感等
7遥感器台分：航天卫星遥感航空遥感面遥感
§22 气象文星传感器
NOAATIROS系列卫星载改进型甚高分辨率辐射计（AVHRR）载探测气层垂直空气柱剖面温度湿度等物理量泰罗斯垂直探测装置（TOVS）P33
§24水色卫星传感器p43
第代水色扫描仪：海岸带水色扫描仪（CZCS）
第二代水色扫描仪：宽视场海洋观测传感器（SeaWiFS）中国海洋水色温度扫描仪（COCTS）第三代水色扫描仪：中等分辨率成光谱仪（MODIS）
水色传感器陆资源气象传感器点：p4344
①信噪（SNR）极高般传感器作暗元水体目标求SNR>500果做动增益调整陆目标信号趋饱
②波段带宽较窄水色传感器见光通道带宽雨10nm红外通道带宽约20nm光谱范围般400~900nm
③时间窗般求时间10：30—14：30间境中午12：00左右
④求卫星台具倾斜功避免太阳直射光海面反射进入视场
⑤访问时间1~3天空间集合分辨率500~1100m
⑥绝精度指标求
辐射计波段：p44
装载Nimbus7延岸带水色扫描仪（CZCS） 6 波段辐射计
装载SeaStarSeaWiFS 8 波段辐射计
装载EOS中等分辨率成光谱仪(MODIS) 36 波段辐射计
中等分辨率成光谱仪MODIS获取数三特点：p4748
1NASAMODIS数实行全世界免费接收政策样政策目前国数科学家说数资源
2MODIS数设计波段范围广（36）数分辨率高（250m500m1000m）陆气海洋研究较高实价值
3TERRAAQUA卫星太阳步极轨卫星TERRA方时午境AQUA方时午境TERRAAQUAMODIS数监测时间相配合天少2次白天2次黑夜监测数
§3 海洋卫星陆卫星
§32 欧洲卫星ERS12ENVISAT
图见书P57
欧洲环境卫星ENVISAT装载传感器
*高级合成孔径雷达ASAR
*中等分辨率成光谱辐射计MERIS
§33高度计卫星p59
1992年8月发射TOPEXPoseidon 2001年12月发射Jason1 特高度计轨道设计专卫星
§34装载合成孔径雷达卫星p59
加RADARSAT1995年11加空间局发射合成孔径雷达专卫星
§36陆海岸带观测卫星p63
HYPERION具220波段面分辨率达30m物波谱测量成海洋水色素测量气水汽气溶胶云参数测量等*第四代
§37高分辨率商业军事卫星p66
1美国球观测公司 2001年发射 QuickBird2卫星（美国快鸟）
2美国太空成公司 1999年发射高分辨商业卫星 IKONOS2（伊科诺斯2）
3美国轨道成公司 2003年发射 OrbView3（轨道观测3）
4美国球眼公司 2008年发射先进分辨率高商业卫星 GeoEye1（球眼1）
§4 卫星轨道分辨率
§41 卫星轨道p73
卫星球表面投影称星点者卫星天底点卫星星点轨迹赤道焦点称节点升轨：卫星南北运动时
降轨：卫星北南运动时
升轨点：卫星南北运动穿赤道时卫星星点轨迹赤道交点
降轨点：卫星北南运动穿赤道时卫星星点轨迹赤道交点
*升轨点降轨点统称节点
太阳步轨道p73
球观测四轨道类型包括：1*太阳步轨道（海洋遥感—水色遥感说）
2球步轨道
3高度计轨道
4赤道低轨角轨道
重复周期p76
卫星重复周期指：卫星某空开始运行干时间运行回原空时需天数卫星重复周期成卫星面轨迹重复周期采循环轨道卫星重复周期等
循环周期：高度计卫星重复周期循环周期常等价
传感器重复周期卫星装载传感器目标完成次全部全球覆盖时间周期
访问时间指：球某局部点传感器先两次观测时间区间访问时间观测点纬度关赤道区访问时间 长 高纬度区访问时间
§42 分辨率
电磁波相干条件：p77
①频率相两光波相遇点相振动方固定相位差 ②两光波相遇点锁产生振动振幅相差 ③两光波相遇点光程差太
★★计算**p7879
§5 电磁辐射
§51 电磁波波段p83
C 波段X 波段Ku 波段常常卫星遥感原：厘米量级波长微波海面风生毛细重力波发生布拉格振通振带回海面信息
§53 辐射术语p86
极化状态根电场方参考面关系定义 水极化垂直极化
设参考面两条直线确定条入射离开海面电磁波束直线条海表面垂线线性极化辐射水极化电场参考面垂直垂直极化电场参考面行
辐亮度L ：(方辐度) 辐亮度方概念
表示辐射方单位面积单位立体角辐射通量定义：
θθcos )(2ΩΦ
dAd d L
光谱辐亮度：
光谱者单色辐亮度表示辐亮度相波长频率量分布定义：
λθθλd dL L )()(
光谱辐亮度代表单位波段（单位波长单位频率）辐射方单位面积单位立体角辐射通量
辐度E
辐度E 表示通单位面积辐射通量定义：
dA d E Φ
发射度M ：
介质部吸收率a(λ) + r(λ) + t(λ)1
根基尔霍夫定律热动态衡条件介质洗手量全部发射发射率等吸收率发射率取代式吸收率：
()()()1++λλλt r e
理解
透明玻璃板入射光全部透射： t1r0e0
镜子入射光全部反射回： r1t0e0
黑体入射光全部洗手然全部发射： a1e1t0r0
菲涅尔反射率ρ
两介质界面出菲涅尔反射率()θλρ定义反射辐亮度入射辐亮度：
()()()
θλθλθλρi r L L
反率：定义面反射空气中种梨子散射辐度入射辐度
单次散射反率：描述气层中分子气溶胶粒子光学效果粒子太阳辐射单次散射反率定义粒子散射系数衰减系数
朗伯表面
L 代表物体表面发辐射者反射电磁波辐亮度果L θ函数样表面称朗伯表面朗伯定律表达事实：朗伯表面方样亮
§55黑体辐射 黑体
科学家发射率e 等1理想辐射体称黑体黑体发射辐亮度温度关果物体发射率e 1该物体灰体发射率e 俗称灰度
微波频率f 固定物体发射辐亮度L （f ）该物体温度呈现线性关系 亮温
果已知海面发射辐亮度直接代入普朗克辐射定律计算获黑体等效辐射温度样获温度真实海表面温度（SST ）称海面亮温称黑体温度B T
§6 散射吸收
§61 描述衰减术语p117
果zd 处电场强度()d E X ω衰减初始值()0ωX E 1e 定义z0zskin
d
距离皮层深度
n f c
n c k d e skin ＇
＇
＇＇
πω21 中
e
k ：电场强度衰减系数n ＇＇复折射率虚部
接海面非常薄水层水分子发射电磁波辐射够溢出水面表面薄层水分子均温度决定海表面辐射强度代表热红外辐射计者微波辐射计探测海表面温度该表面薄层实际厚度辐射波长变化般称表面薄层皮层
微波范围海水中微波波长减衰减加剧微波皮层深度波长减减 果z
90
z 处辐度
()
90Z E λ衰减初始值()0λE 1e 定义z0
90
z z
距离穿透深度 穿透深度
90
z 海水层粒子散射离水辐亮度()λL 贡献占90份额
90作穿透深度
90
z 角标
般490nm 蓝绿光穿透深度波长超490nm 见光海水中穿透深度见光波长增加减
电磁波纯水中穿透深度称吸收深度者衰减深度
穿透深度般描述见光红外光海水中衰减吸收深度描述电磁波纯水中穿透深度皮层深度描述电场强度衰减穿透深度吸收深度倍
衰减系数光学厚度p121 衰减系数()
λa k 吸收系数
()
λab k 散射系数
()
λsc k 总
光学厚度
a τ定义衰减系数传播路径积分 *光学厚度
a
τ没量纲
光学厚度
()z ab λτ等0时吸收率()λa 等0光学厚度()z ab λτ等穷时
吸收率()
λa 等1
体积散射函数
海水散射集中前散射前散射般占总散射90散射占部分通常10
米氏散射瑞利散射p130131 米氏散射理描述：q （粒子周长电磁波波长）1球形粒子电磁波散射现象 瑞利散射理描述q 远1球形粒子电磁波散射现象
述实际发生气太阳关散射两种： 丁达尔散射瑞利散射
丁达尔散射属米氏散射描述尺度100nm 粒子太阳光散射现象详见p130
§62 辐射传输方程p135
见光波段气溶胶散射常构成衰减素热红外特微波波段电磁波波长远气含粒子粒径气含粒子散射已起明显作气含粒子吸收变成衰减素红外波段水汽二氧化碳臭氧吸收气体微波波段水汽氧气云中液态水吸收物质
§63 气层气窗
臭氧（DU意义）p137
理解果零摄氏温度着垂直表方气中臭氧全部压缩标准气压臭氧层总厚度3mm 左右种面高空垂直柱中臭氧总厚度反映气中臭氧含量方法做 柱浓度法采布森单位（DU）表示正常气中臭氧柱浓度约300DU10 DU相标准气压0℃温度001mm 臭氧层厚度
气溶胶p138
气溶胶辐射影响 2 种方式：
直接影响指气溶胶直接散射吸收电磁辐射
二间接影响指气溶胶作凝结核气中改变云滴浓度云滴气中存时间通云滴影响电磁辐射
气溶胶电磁辐射影响双太阳辐射太空中散射造成衰减吸收面长波辐射作温室气体作相似形成增益
气溶胶气体重力场中具定稳定性较沉降速度物质颗粒组成混合系统般气溶胶指悬浮空气中固体液体颗粒气体载体组成相体系
气层空气分子臭氧气溶胶光学厚度p140
见光红外波段空气分子衰减作应光学厚度()λτa 空气分子散射造成吸收关系
见光红外波段气溶胶光学厚度气溶胶电磁波散射引起 臭氧光学厚度
()λτoz 臭氧吸收引起
水蒸气氧气吸收：微波波段气吸收系数起作气散射贡献忽略气衰减系数a κ似等气吸收系数ab κ微波波段气吸收系数ab κ饱含三组
成部分：
vap oxy liq ab κκκκ++
liq
κ云中液态水降雨吸收系数
oxy
κ氧气吸收系数
vap
κ水汽吸收系数
气窗P145146
7 种气成分电磁波吸收起等作：二氧化碳2CO 水蒸气O H 2臭氧
3
O
氧化二氮02N 氧化碳CO 甲烷4CH 氧气2O 较言二氧化碳水蒸气红外波段气透射率影响
选择气透射率次列序递减：冬天亚北极区冬天中纬度区夏天亚北极区夏天
中纬度区热带区般说气太阳入射辐射较透明球发出红外辐射太透明
§7 见光红外辐射计水色遥感 §71 辐射计p152
见光红外辐射计水色卫星遥感海水叶绿素浓度悬浮泥沙浓度海水漫衰减系数等
红外辐射计气象卫星陆卫星遥感雪冰气溶胶薄卷云等
热红外辐射计气象卫星海洋卫星遥感海面空水汽含量气剖面温度湿度海表面温度等
微波辐射计海洋卫星遥感海表面温度海面风速风海面空水汽含量降水量等飞机遥感海表面温度海表面盐度等 辐射计种根动遥感理研制传感器详见p152 §72 水色遥感简介 卫星传感器p153
谓水色海色太阳光水体海水散射见光红外辐射计监测散射光颜色 水色三素指：1浮游植物叶绿素2机悬浮物3机黄色物质
水体类型p157
类水体：浮游植物伴生腐殖质水体光学特性起作水体
二类水体：机悬浮物黄色物质（称溶解色机物）水体光学特性忽视明显作水体
数开阔海域海水接类水体二类水体位类关系密切受类活动影响强烈岸河口等海域中悬浮泥沙（机悬浮物）叶绿素黄色物质影响海洋水色三素
黄色物质
海水中溶解机物（DOM ）包括：POC颗粒状机碳DOC 溶解机碳
通定量滤膜（网膜04~10μm 间）颗粒状机碳称POC 通称DOC
色溶解机物（CDOM ）DOM 中成分吸收蓝色光散射黄色光水呈浅黄色通俗称黄色物质
通常含黄色物质海水吸收系数广义代表浓度单位μm 1
§73 气校正离水辐射 气透射率p161
水色卫星遥感气校正方程表达：
()()()()()()()λθλλθλλλλW r A R i L t L T L L L +++
§74 水色遥感科学术语p175
******作图题p175 图76 注意：反射峰位置高度坐标轴曲线形状
§8 热红外辐射计 §82 热红外辐射计
消云方法般采：p194
①．温度法：海表面温度云表面温度相高海表面温度变化时间梯度（空间梯度）云表面温度变化时间梯度（空间梯度）相低条件满足认海表面温度值否认云种方法稳定薄云清晰云情况适
②．波段方法：种方法赖两种红外波长（般37μm 105μm ）亮度温度间非线性关系果温暖海面覆盖分散清晰云图两波段出两种亮温均匀云块海面图相亮温 ③．图目测判断法：雨云见光图明显
§9 微波辐射计
§91微波辐射计p202
微波辐射计全天候探测海表面温度盐度风速气垂直温度湿度剖面气中水汽含量降水量
§10 散射计
§101 卫星散射计
散射计：种专门监测全球海面风场动微波雷达（辐射计动）
§103 电磁波粗糙海面散射 布拉格振散射
雷达发射电磁波海表面毛细重力波间产生布拉格振条件：
BC AB water 2sin 2sin 2θλ 等 雷达波长radar λ时海面散射电磁波相
相位具相相位电磁波相遇产生布拉格振
§11 高度计
§111 高度计海表面形学p253
卫星高度计
高度计：测量球表面相高度仪器高度计实现海表面高度SSH效波高SWH海表面形等动力参数测量时获取海流海浪潮汐海表面风等动力参数信息外卫星高度计探测数应球结构海洋重力场研究
目前两种卫星高度计应遥感监测中：
雷达高度计发射微波接收球表面返回微波
二激光高度计发射激光接收球表面返回激光
海表面形p256
海表面形海洋形：定义海表面相水准面距离
海表面高度海表面异常p257
海表面高度表示：海表面相参考椭球面距离
高度计应p258
§114 风速观测
高度计然测量海面风速标量应中具特殊意义：
①．高度计提供步风浪数
②高度计星点测量风速空间分辨率高散射计
③10ms风速范围高度计测量风速误差1ms优散射计
④．高度计散射计微波辐射计测量风速进行数融合数化
§12 合成孔径雷达
§123 合成孔径雷达应p295296
合成孔径雷达SAR种动式微波成雷达通测量海面散射信号通适处理产生标准化散射截面（NRCS）图标准化散射截面携带着海面信息反映雷达观测海面粗糙度
合成孔径雷达工作微波阶段测量出海浪方谱海面风场波监测海冰移动海面油膜根布拉格振散射理合成孔径雷达接收海面散射信号海表面满足布拉格振散射条件毛细重力波谱成正够观测海面毛细重力波代表海面粗糙度反演产生毛细重力波海面风速
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