一、大气成分和结构

图 2-3 中的上、下两条曲线，分别为大气层外太阳辐射照度曲线和地面上的太阳辐照度曲线，两条曲线差异是很明显的，这是大气吸收和散射造成的。同样，由地物本身发射的电磁波通过大气被遥感传感器接收，其能量也受到减弱。这样，大气及其环境变化构成了对遥感探测的影响。大气对通过的电磁波产生吸收、散射和透射的特性，称为大气传输特性，这种特性除了取决于电磁波的波长（随波长不同而不同），还决定于大气成分，以及环境的变化。

（一）大气成分

地球大气是由多种气体、固态及液态悬浮的微粒混合组成的。大气中的

主要气体包括 N2、O2、H2O、CO、CO2、N2O、CH4 及 O3。此外，悬浮在大气中的微粒有尘埃、冰晶、水滴等，这些弥散在大气中的悬浮物统称为气溶胶， 形成霾、雾和云。以地表面为起点，在 80km 以下的大气中，除 H2O、O3 等少数可变气体外，各种气体均匀混合，所占比例几乎不变，所以把 80km 以下的大气层称为均匀层。在该层中大气物质与太阳辐射相互作用，是使太阳辐射衰减的主要原因。

（二）大气结构

遥感所涉及到的空间范围包括地球的大气层和大气层外的宇宙空间。这里简单介绍地球的大气层和大气外层的宇宙空间的情况。

地球大气层包围着地球，大气层没有一个确切的界限，它的厚度一般取1000km，大气在垂直地表方向上的分布可分为：对流层、平流层、中气层、热层（也称增温层）和大气外层。图 2-14 表示出大气的垂直方向的分层。对流层内经常发生气象变化，是现代航空遥感主要活动的区域。由于大气条件及气溶胶的吸收作用，使电磁波传输受到减弱。因此，在遥感中侧重研究电磁波在该层内的传输特性。

平流层 在该层内电磁波的传输特性与对流层内的传输特性是一样的， 只不过电磁波传输表现较为微弱，不同的是在该层内，没有明显的上下混合作用。

中气层 在该层内气温随高度增加而递减，大约在 80km 处气温降到最低点，约 170K，是整个大气圈的最低气温。

热层 也称为增温层，该层内气温随高度增加而急剧递增。该层对遥感使用的可见光、红外直至微波波段的影响较小，基本上是透明的。该层中大气十分稀薄，处于电离状态，故称为电离层，正因为如此，无线电波才能绕地球作远距离传递。热层受太阳活动影响较大，它是人造地球卫星绕地球运行的主要空间。

大气外层 离地面 1000 公里以上直至扩展到几万公里，与星际空间融合为一体。层内空气极为稀薄，并不断地向星际空间散逸，该层对卫星运行基本上没有影响。