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大气红外辐射传输模型的研究大气红外辐射传输模型是气象学中一项重要的研究内容，通过对大气中红外波长下能量的传输与辐射状况进行研究，有助于更加精准地预测天气变化及相关气候现象，这也是大气科学的一个重要分支。
下面本文将围绕“大气红外辐射传输模型的研究”这一主题，分别从理论模型、数值模拟和实测观测等角度进行论述，并讨论其意义和应用。
一、大气红外辐射传输模型的理论模型大气红外辐射传输模型的理论模型是基于辐射传输理论及大气物理学对大气热平衡状态的理解而建立的。
这个模型从光谱学、大气物理学和气象学等多个角度出发，综合考虑大气分子和云雾等因素对热辐射的吸收、散射和散热作用，建立起大气红外辐射传输的一系列微分方程式，进而得到大气中辐射通量密度的垂直分布以及各层中辐射场的温度分布。
这个理论模型的主要特点是能够比较精确地预测大气热平衡状态的变化，如预测地表温度、云雾浓度、大气湿度等参数的变化情况，从而推出大气的热传输情况和红外辐射状况，为气象预报提供了重要参考依据。
此外，这个理论模型还有利于研究地球大气的能量平衡过程、对气候变化的影响等问题，具有重要的理论和应用价值。
二、大气红外辐射传输模型的数值模拟数值模拟是大气科学研究中一种常用的方法，可以借助计算机模拟的手段，快速准确地计算大气的红外辐射能量传输过程。
通过建立数值模型，计算出大气中的热辐射通量密度变化情况，可以更精细地掌握大气的热状态和辐射场的变化，进而对空气质量及气象预报作出更准确的预测。
构建数值模拟需要合理设置模拟网格、参考坐标系、边界条件等基本模型参数，如通过在大气模型中设置辐射源、辐射散热、计算大气层温度分布等，可以反演出大气热平衡状态的变化情况与辐射通量密度的变化规律。
此外，数值模拟方法还可以与实际监测数据进行比较、模型优化和预测改进，提高数值模拟的准确度和可靠性，使其在气象预测、气候变化研究等领域得到了广泛应用。
三、大气红外辐射传输模型的实测观测大气红外辐射传输模型的实测观测是检验和优化大气红外辐射传输模型的一种方法，它通过利用现代气象仪器和技术，对大气中红外波长下的辐射能量传输和吸收情况进行准确测量和分析。
天空大气背景红外辐射建模与计算方义强;樊祥;程正东;朱斌;邓潘;张发强【摘要】研究天空大气背景的辐射对空中目标的探测非常重要,为此对大气辐射亮度的计算进行了建模与计算,通过对大气分层的方法得到了天空辐射亮度的计算公式,然后结合公式对吸收和散射的计算方法进行了详细的讨论,对于吸收主要考虑了水蒸气、二氧化碳和臭氧的吸收,而散射主要讨论了气溶胶的散射,最后通过典型数据对大气吸收、散射、透过率、光谱辐射亮度、辐射亮度等进行了计算,与MODTRAN软件的计算结果进行了比较,并对天空红外辐射的特点进行了分析.%For aerial target detection,it is highly important to study the radiance of sky background.The model and method for calculating the radiance of sky are set up.The calculating formula is established by layered bined with the formula,the calculating of absorption and scattering is discussed in detail.The absorption of vapor,carbon dioxide,ozone and the scattering of aerosol are mainly considered.At last,the absorption,the scattering,the transmission,the spectral radiance and the radiance of sky are calculated by typical data,furthermore,the results are compared with MODTRAN.And the features of the sky infrared radiation are analyzed.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2013(043)008【总页数】7页(P896-902)【关键词】大气红外辐射;天空辐射亮度;大气透过率;红外告警【作者】方义强;樊祥;程正东;朱斌;邓潘;张发强【作者单位】脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037;脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037;脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037;脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037;脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037;脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥电子工程学院,安徽合肥230037【正文语种】中文【中图分类】TN0121 引言地基或舰载红外告警系统在现代战场防空中有着重要的作用，其主要任务是在中远距离上探测和发现空中来袭目标。
大气程辐射计算算法
大气辐射计算是用于估算大气中太阳辐射和热辐射的传输和吸收过程的算法。
以下是常用的大气辐射计算算法之一：
1. 瑞利散射：瑞利散射是由大气中气体分子引起的散射现象，主要影响短波（可见光）范围内的太阳辐射。
该算法基于瑞利散射的物理原理，使用气体分子浓度和波长等参数来计算散射系数。
2. 米氏散射：米氏散射是由大气中悬浮颗粒（如灰尘、烟雾等）引起的散射现象，主要影响长波（红外）范围内的热辐射。
该算法基于悬浮颗粒的浓度和粒径等参数来计算散射系数。
3. 吸收模型：大气中的水蒸气、二氧化碳、臭氧等气体对太阳辐射和热辐射具有吸收作用。
吸收模型通过考虑不同气体的浓度和其在不同波长下的吸收特性，计算各气体对辐射的吸收系数。
4. 辐射传输方程：辐射传输方程是描述辐射在大气中传输过程的数学方程。
它综合考虑了瑞利散射、米氏散射和吸收等因素，并通过积分或离散方法求解得到辐射强度在不同高度和波长上的分布。
这些算法通常以数值方法实现，在计算大气辐射时需要考虑多种因素，如大气组成、温度、湿度、云量等。
具体的算法选择和实现会因应用领域和精度要求而有所差异。
1。
大气层外弹道式目标红外辐射特性两种计算方法对比万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据大气层外弹道式目标红外辐射特性两种计算方法对比作者：韩玉阁，张振华，宣益民，HAN Yu-ge，ZHANG Zhen-hua， XUAN Yi-min作者单位：南京理工大学动力工程学院,江苏,南京,210094刊名：红外技术英文刊名：INFRARED TECHNOLOGY年，卷(期)：2010,32(9)参考文献(8条)1.朱文勇;姚连兴国外红外理论建模内容和方法概述 1998(06)2.杨华;宣益民;李强大气层外弹道式目标红外辐射分布研究[期刊论文]-红外与激光工程 2005(02)3.靳友林中段弹道导弹及诱饵红外目标特性研究 20044.闵桂荣航天器热控制 19985.沈国土;蔡继光;杨宝成空中辐射环境理论建模初探[期刊论文]-红外与激光工程 2006(sup)6.宣益民;韩玉阁地面目标与背景红外特征 20047.Bush K.A;Louis Smith G;Lee Ⅲ R.B;Young D.F The Earth radiation budget experiment(ERBE)15-year data set 20038.Nestler S T Statistical analysis of atmospheric properties for estimation of infrared radiation of ballistic missiles 1999 本文读者也读过(10条)1.方艺忠.赵育善大气层外拦截器攻击目标末制导仿真[会议论文]-20062.赵玉清.孙继银.陈珊.徐宏波.胡寅.ZHAO Yu-qing.SUN Ji-yin.CHEN Shan.XU Hong-bo.HU Yin圆柱形物体红外辐射温度场的简化算法研究[期刊论文]-红外2010,31(10)3.杨华.宣益民.李强.YANG Hua.XUAN Yi-min.LI Qiang大气层外弹道式目标红外辐射分布研究[期刊论文]-红外与激光工程2005,34(2)4.张志勇.卢焕章.常青.ZHANG Zhi-yong.LU Huan-zhang.CHANG Qing空间目标表面温度场分布模型研究[期刊论文]-计算机仿真2010,27(6)5.杨明.吴晓迪.尤军.YANG Ming.WU Xiao-di.You Jun空间多层隔热组件表面红外辐射分析[期刊论文]-红外2009,30(5)6.侯峙云.周桂耀.侯蓝田红外辐射与物质的热作用[期刊论文]-红外技术2002,24(5)7.张志勇.卢焕章.郭天天.肖山竹.ZHANG Zhi-yong.LU Huan-zhang.GUO Tian-tian.Xiao Shan-zhu实时数字场景仿真系统研究与实现[期刊论文]-国防科技大学学报2005,27(4)8.吴晓迪.凌永顺.吕相银.杨华.黄超超.WU Xiao-di.LING Yong-shun.L(U) Xiang-yin.YANG Hua.HUANG Chao-chao空间气球的红外特性分析[期刊论文]-光电工程2009,36(12)9.《红外技术》征稿启事[期刊论文]-红外技术2010,32(12)10.何超.吕绪良.王永杰.潘家亮.高小敏.HE Chao.LV Xu-liang.WANG Yong-jie.PAN Jia-liang.GAO Xiao-min低发射率涂层对目标温度影响的数值模拟[期刊论文]-红外技术2010,32(2) 引用本文格式：韩玉阁.张振华.宣益民.HAN Yu-ge.ZHANG Zhen-hua.XUAN Yi-min大气层外弹道式目标红外辐射特性两种计算方法对比[期刊论文]-红外技术 2010(9)。
不同海拔地区红外大气透过率的计算和测量引言红外大气透过率是指红外辐射在大气中传播时所遇到的吸收与散射衰减程度。
不同海拔地区的红外大气透过率存在差异，这对于红外辐射探测和应用有重要影响。
本文将探讨不同海拔地区红外大气透过率的计算和测量方法。
一、红外大气透过率的计算方法1.辐射传输模型辐射传输模型是计算红外大气透过率的一种常用方法。
该模型基于大气的物理光学特性和理论，并考虑了大气中的吸收、散射和辐射传输等过程。
常用的辐射传输模型有MONO,LOWTRAN,MODTRAN等。
2.大气透过率计算公式大气透过率的计算可以利用以下公式：TIR = Itransmitted / Iincident其中，TIR为红外大气透过率，Itransmitted为大气中传输到地面的红外辐射强度， Iincident为地面向上辐射的红外辐射强度。
大气透过率还可以通过光学厚度（Optical Depth）来计算：TIR=e^(-τ)其中，τ为光学厚度，可通过测量或计算大气中的吸收系数、散射系数得到。
二、红外大气透过率的测量方法1.拉曼光谱法拉曼光谱法是一种测量大气中吸收和散射的方法，可用于计算红外大气透过率。
该方法利用激光器发出的激光经过大气传输后，通过检测激光的散射和吸收来计算透过率。
拉曼光谱法具有高精度和较广的适用范围，但设备价格较高。
2.太阳辐射法太阳辐射法是一种测量大气吸收的方法，通过测量太阳辐射经过大气传输后的减弱程度来计算透过率。
该方法需要在地面上设置接收器，测量太阳辐射入射和出射的强度，再根据大气吸收的程度计算透过率。
3.探空仪测量法探空仪测量法是利用航空器或地面站点上的探空仪测量大气参数来计算透过率的方法。
通过探空仪获得的大气温度、湿度、气压等参数，结合事先建立的大气模型和辐射传输模型，计算出大气透过率。
4.红外辐射传输模型利用已有的红外辐射传输模型，可以通过输入大气参数（如温度、湿度、压强等），进行模拟计算，得到不同波段下的红外大气透过率。
利用大气修正因子提高目标红外辐射特性测量精度郭立红;郭汉洲;杨词银;李宁【摘要】提出了利用大气修正因子修正大气透过率来提高测量目标红外辐射特性精度的方法.建立了目标红外辐射特性测量模型,给出了基于大气修正因子的目标红外辐射特性测量方法.该方法将短距离大气透过率实测结果和MODT-RAN模拟计算的大气透过率之比定义为基础大气修正因子,然后依据长距离与短距离的不同数量关系得到增强大气修正因子,最后利用该因子对MODTRAN计算的长距离大气透过率进行修正并进行目标的辐射反演,从而获得目标辐射特性.对中波红外摄像机进行了定标,利用中波红外摄像机和面源黑体开展了目标红外辐射特性测量实验.实验结果表明,利用大气修正因子修正大气透过率的目标辐射测量方法得到的目标辐射特性测量精度在8％左右,高于传统的利用MODTRAN计算方法得到的20％的测量精度.得到的结果显示本文方法较传统方法较大程度地提高了目标辐射特性测量精度.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)008【总页数】7页(P1871-1877)【关键词】大气修正因子;大气透过率;红外摄像机;红外辐射特性测量;测量精度【作者】郭立红;郭汉洲;杨词银;李宁【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP732.2;TN215目标红外辐射特性测量可以提供目标辐射温度、辐射亮度、辐射强度和辐射谱特征等重要参数，从而为设备的目标探测与识别能力分析提供依据，所以是设计、论证、武器系统研制的重要环节[1]。
无论是敌方目标的红外侦查和跟踪制导，还是我方目标的红外隐身和仿真，都需要目标红外辐射特性作为依据[2]，因此，测量和研究目标红外辐射特性是一项既基础又重要的工作[3-4]。
第33卷 第6期 激光与红外V ol.33,N o.6 2003年12月 LASER & I NFRARE D December,2003 文章编号:100125078(2003)0620412205大气红外辐射模型与实用算法的研究进展董言治,周晓东(烟台海军航空工程学院自动控制系,山东烟台264001)摘 要:文章从算法适用的大气高度角度综述了大气红外辐射传输模型和实用算法的研究进展,介绍了LOWTRAN(M ODTRAN)、SH ARC和S AM M软件的研究和应用进展,讨论了这些算法的优缺点和其适用范围。
指出由于SH ARC和S AM M本身的优点,它们必将引起国内越来越多研究者的关注和应用。
关键词:大气红外传输模型;算法;LOWTRAN;M ODTRAN;SH ARC;S AM M中图分类号:T N21;TP319 文献标识码:AThe Progress of the Atmospheric I nfraredEmission Models and Practical CodesDONG Y an2zhi,ZH OU X iao2dong(Dep.of Automatic C ontrol Engineering,Naval Aeronautical Engineering Institute,Y antai264001,China)Abstract:The development of atm ospheric in frared emission m odels and practical codes based on the altitude limitation weresummarized.The LOWTRAN(M ODTRAN)|SH ARC and S AM M were introduced,and their properties and limitations werediscussed.Because of the advantages,the SH ARC and S AM M w ould be used widely in the future.K ey w ords:atm ospheric in frared emission m odels;code;LOWTRAN;M ODTRAN;SH ARC;S AM M1 引 言红外大气的传输和辐射模型是红外成像制导系统仿真中的关键环节,在光电对抗系统、导引头及各种搜索、跟踪算法的开环测试中都有应用[1]。
大气红外辐射传输计算模型研究大气红外辐射传输计算模型是研究大气下红外辐射的传输和相互作用的重要工具。
由于大气中存在各种不同的气体和大量的微小颗粒物质，它们对红外辐射的吸收和散射作用十分复杂，因此需要建立一些计算模型来研究这些现象。
在建立大气红外辐射传输计算模型时，需要考虑的因素有很多，比如大气的压强、温度、气体浓度、水汽含量、云层特征等等。
这些因素对于红外辐射的能量传输和吸收散射过程都有不同的影响，因此需要对它们进行精确的测量和分析。
目前，研究者们已经提出了许多不同的大气红外辐射传输计算模型，这些模型的原理和假设有所不同，也有不同的应用范围和精度。
下面，我们将介绍一些常见的大气红外辐射传输计算模型。
1. MODTRAN模型MODTRAN（MODerate resolution atmospheric TRANsmittance）模型是美国空军研究实验室开发的一种基于大气辐射传输算法的软件工具，它能够计算大气层中的辐射传输和吸收效应。
该模型计算过程中使用了大量的大气参数数据、地球表面特征和红外光谱数据等信息，可以模拟很多实际情况下的辐射传输效应。
2. LBLRTM模型LBLRTM（Line-By-Line Radiative Transfer Model）模型是由美国政府开发的一种大气辐射传输计算模型，它是一种基于线-线辐射传输算法的模型，可用于计算大气中的红外、可见光和紫外线的辐射传输和吸收。
该模型可以对不同气体和微粒对辐射传输的影响进行定量研究，可以成为大气遥感和气候变化研究中的重要工具。
3. MODIS模型MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）模型是美国地球观测卫星上搭载的一种观测仪器，它可以获取地球表面的辐射和反射信息，用于研究大气、陆地和海洋等不同环境下的红外辐射传输效应。
该模型结合了多种算法和数据源，能够实现广泛的遥感应用，包括气候变化、空气污染、卫星图像遥感等领域。
大气传输对中长波红外辐射衰减分析李飞（92941部队，辽宁葫芦岛 125001）摘要：红外辐射在进入导引头探测视场之前经过大气传输的消光作用，尽管在大气透过率较高的3～5μm 以及8～12μm，大气传输带来的影响仍旧不能忽视，本文综合试验经验，确定影响传输的主要因素，结合MODTRAN软件，对于主要影响参数的影响作用进行分析评估，建立关系曲线，分析不同参数对红外辐射大气传输影响的变化规律，为后续导引头极限条件下使用和性能参数研究打下基础。
关键词：大气传输；红外辐射；影响因素；方位角中图分类号：TNP422.3 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2019)04-0311-06Analysis of Atmospheric Transmission Impact on Mid-wave andLong-wave Infrared RadiationLI Fei(Army 92941, Huludao 125001, China)Abstract：The extinction effect of the atmosphere on infrared radiation has been often experienced with sensors, and this effect cannot be ignored even for high transmissivity waves that have wavelengths of the order 3–5μm and 8–12 μm. This study investigates the main factors affecting development of testing methods and uses MODTRAN analysis to decipher the influence of the main factors; the variation trends of atmospheric transmission on infrared radiation are obtained, and the study lays a good foundation for the research in this field.Key words：atmospheric transmission，infrared radiation，impact factor，azimuth0 引言红外成像系统具有全天候工作，抗干扰能力强，隐蔽性好[1]等特点，目前已被广泛应用于精确制导，火力控制，侦查告警[2]等多种军事作战系统。
基于大气传输模型的动态目标红外成像仿真This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020基于大气传输模型的动态目标红外成像仿真张智丰, 李向新, 彭群生（浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州 310027 ）摘要：本文在建立目标热模型的基础上，考虑了红外辐射的大气吸收模型，进而提出了在动态目标红外仿真中大气透射率的计算方法。
利用计算机实现了汽车的三维造型，汽车表面红外辐射的计算，大气衰减量的计算，得到了经过大气衰减的红外模拟热像。
关键词：大气传输；大气透射率；红外辐射；模拟热像The Infrared Signature of a Moving TargetsBased on Atmospheric Propagation ModelingZhang Zhifeng，Li Xiangxin，Peng Qunsheng (CAD&CG State Key Lab. Zhejiang University, Hangzhou 310027)AbstractBased on the thermal model of a target, the atmospheric propagation model of infrared radiation is discussed in this paper. Then, the method of calculating the atmospheric transmission rate is presented. Using solid modeling technique on computer, the infrared radiation, then the atmospheric transmission rate of a car is calculated. As a result, the infrared image including atmosphere transmission is obtained.Keywords: atmospheric propagation, atmospheric transmission rate,infrared radiation, simulating thermal image一、引言红外成像仿真是根据目标的红外辐射特性，采用合适的数学模型，用计算机算出红外目标的热辐射，然后通过量化等手段，将辐射数据转换为亮度来显示的一种技术。
