从黑体辐射法和辐射发射率2331
普朗克定律描述了能量释放率由黑体作为频率或波长的函数。黑体吸收所有的辐射它接收和发出辐射以最大的速度给定的温度。普朗克定律给出了辐射强度Lx发出单位表面积在一个固定方向(立体角)黑体作为波长(或频率)的函数。普朗克定律可以表示通过以下方程:
路= 2 hc2 / X5 (exp (hc / XkT) - 1)
其中T是温度、c光速(•可达2.99 m s - 1), h的普朗克常数(6.63 J•s•10-34), k的玻耳兹曼常数(1.38•10-23 J k - 1)和洛杉矶的单位光谱辐射波长和立体角W m3 sr-1。
普朗克定律给山峰在一定波长的分布;更高的温度的峰值转移到更短的波长。维恩位移定律和斯蒂芬玻尔兹曼定律是另外两个有用的辐射法可以由普朗克定律。维恩定律给出了波长的辐射分布的峰值(hmax = 3•107 / T),而斯蒂芬玻尔兹曼法给出了总能量E发出所有波长的黑体(E = T4)。因此,维恩定律解释了峰的转变更短的波长随着温度的增加,而斯蒂芬玻尔兹曼定律解释了增长曲线的高度随着温度的增加。注意,这种增长是非常突然的,因为它不同温度的四次方。
Rayleigh-Jeans近似(Lx = 2 kct / XA)适用于波长大于波长峰值的黑体辐射的形式。这个近似在微波波段是有效的。
2.3.3.2灰体和发射率
大多数的身体比黑体辐射效率较低。辐射率e的比率被定义为灰体辐射黑体。它有一个非空间单元和由0和1之间。辐射率通常取决于波长(A)和极化和定向依赖。e可以被视为一种物理表面性质和海洋遥感是一个关键的数量。黑体吸收它所接收的所有能量。灰体吸收只是它的一部分,剩下的部分是反映和/或传播。的吸收率等于一个表面的发射率平衡必须吸收和释放能量以同样的速度(基尔霍夫定律)。同样的反射率等于1 - e。
的亮度温度(BT)被定义为BT = e•T, T(物理)的温度。在微波波段,它辐射成正比。
2.3.3.3检索微波辐射计的地球物理参数
亮度温度是一个综合测量,包括所有表面和大气释放力量。根据频率,对给定的参数更敏感。物理检索算法对于地球物理参数,如海洋表面温度、海面风速、海冰或海洋表面盐度源于辐射传输模型(RTM),计算了亮度温度测量的卫星作为这些变量的函数。大海的RTM是基于模型表面发射率和微波吸收的模型在地球的大气层。海洋海洋表面发射率(或反射率见上图)取决于介电常数年代(这是频率的函数,水温度和盐度),小规模的海表面粗糙度、泡沫以及查看几何和极化。检索给定参数的反演是可行的一组亮度温度测量在不同频率和/或在不同入射角度。反演方法减少测量和模拟之间的区别(通过RTM)亮度温度。统计或经验反演也经常在RTMs使用给定的不确定性。他们使用回归形式(如参数、神经网络)来找到最好的亮度温度和地球物理参数之间的关系被检索。
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