5. Окна прозрачности. Коэффициент яркости. Коэффициент спектральной яркости (источник Чандра, с.27)
Основным источником электромагнитного излучения является Солнце. Прежде чем солнечное излучение достигнет Земли, оно должно пройти через атмосферу. Выделяют три основных типа взаимодействия излучения с атмосферой: поглощение, перенос и рассеивание. Излучение, прошедшее через атмосферу, затем отражается или поглощается земной поверхностью (рис.2.2).
Рис. 2.2. Взаимодействие излучения с веществом
Поглощение и перенос излучения в атмосфере
При распространении электромагнитного излучения через атмосферу оно частично поглощается молекулами различных газов. Наибольшей способностью к поглощению солнечного излучения обладают озон (О3), пары воды (Н20) и углекислый газ (С02). На рис.2.3 показана кривая прозрачности атмосферы в диапазоне длин волн от 0 до 22 мкм.
Рис. 2.3. Окна прозрачности атмосферы
Видно, что примерно половина этого спектрального диапазона является совершенно бесполезной с точки зрения дистанционного зондирования земной поверхности, просто потому, что соответствующее излучение не может пройти через атмосферу. Для дистанционного зондирования используют только те диапазоны длин волн, которые лежат вне основных интервалов поглощения. Такие диапазоны называются окнами прозрачности атмосферы (отображены на графике белым цветом). Они представляют собой такие участки спектра электромагнитного излучения, которые не поглощаются атмосферой. При съемке поверхности Земли из космоса учитывают этот факт, а потому, съемку проводят только в окнах прозрачности.
Окна прозрачности:
1) "большое окно": 0,3-1,3 мкм (видимый диапазон);
2) 1,5-1,8 мкм (инфракрасный диапазон);
3) 2,0-2,6 мкм (инфракрасный диапазон);
4) 7,0-15,0 мкм (тепловой инфракрасный диапазон);
5) 0,5 мм и более 10м (микроволновый и радиодиапазон - наибольшая прозрачность).
В атмосфере также происходит рассеивание лучей. Существует рассеяние Релея, Ми, неселективное (подробнее см.
http://www.gis.usu.edu/Geography-Department/rsgis/Remsen1/atmos/atmos.html
Источник: Шалькевич, с. 48
Атмосферная дымка (эффект рассеивания лучей) наиболее сильно проявляется в синей, голубой зонах спектра (0,38 - 0,5 мкм). Она снижает контраст изображения, искажает цвет объектов.
Поэтому в современном дистанционном зондировании при съемки поверхности Земли голубой диапазон не используется.
Далее источник: Шалькевич. С.39
5а. Коэффициент спектральной яркости
