
【電】 atmospheric absorption
atmosphere; air; heavy breathing
【化】 free air
【醫】 atmosphere; atmospheric air
absorb; imbibe; soak; assimilate; draw on; drink in; sorb; suck
【化】 absorption
【醫】 absorb; absorption; resorb; resorption; rhoebdesis
【經】 absorption; assimilation
大氣吸收(Atmospheric Absorption)是地球大氣層中氣體成分對電磁輻射的選擇性吸收現象。該過程主要發生在太陽短波輻射和地表長波輻射與大氣分子相互作用時,水蒸氣(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、臭氧(O₃)等氣體通過分子振動或電子躍遷吸收特定波長的能量。例如,臭氧層吸收紫外線(波長<0.3μm),而二氧化碳在15μm波段形成強烈吸收帶,這一特性被廣泛應用于氣象衛星的輻射校正算法設計。
根據美國地球物理聯合會(AGU)的研究,大氣吸收強度隨海拔高度呈現指數衰減規律,其數學模型可表示為: $$ I(z) = I_0 e^{-tau(z)} $$ 其中$tau(z)$為光學厚度,與吸收系數和氣體濃度相關。世界氣象組織(WMO)的觀測數據顯示,工業革命以來人類活動使CO₂吸收帶增寬達15%,顯著影響地球輻射平衡。
該現象解釋為何夜視儀使用中波紅外(3-5μm)而非長波紅外(8-12μm)波段,因為大氣窗區在特定波段吸收較弱。美國國家航空航天局(NASA)的AIRS衛星正是通過監測這些吸收特征來反演大氣溫濕度剖面。
大氣吸收是指地球大氣中的氣體成分選擇性吸收特定波段的電磁波(如太陽輻射),導緻能量轉化為熱能或其他形式,從而減少到達地表的輻射量。以下是詳細解釋:
大氣吸收主要表現為臭氧(O₃)、二氧化碳(CO₂)、水汽(H₂O)、氧氣(O₂)等氣體分子對電磁波的吸收作用。當電磁波頻率與分子能級躍遷頻率匹配時,分子吸收能量并發生能級躍遷,這一過程稱為共振吸收。吸收作用會導緻輻射能量衰減,直接影響地球能量平衡。
分子吸收電磁波能量後,其轉動或振動能級從低能态躍遷至高能态。由于分子碰撞和熱運動,吸收譜線并非單一頻率,而是呈現一定頻譜寬度。
大氣吸收是地球大氣能量調節的核心機制之一,其選擇性吸收特性對氣候、生态及遙感探測等領域均有重要意義。
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