关于大气的微波吸收介绍

[拼音]：daqi de weibo xishou

[外文]：atmospheric absorption in microwave band

大气气体分子对微波的吸收。这是微波能量衰减的一种原因。大气中吸收微波的气体分子，主要是氧分子和水汽分子。氧分子吸收是由于在电磁波的作用下，氧分子磁偶极矩转动能级的量子跃迁造成的。水汽吸收是由于水汽分子转动能级的量子跃迁造成的。氧分子在微波段有两个吸收带，波长分别为4～6毫米（45根吸收线，频率为46.45～71.05吉赫）和2.53毫米(一根吸收线，频率为118.75吉赫)； 水汽分子在微波段也有两个吸收带，吸收谱线的波长分别为1.35厘米（频率为22.235吉赫）和1.64毫米(频率为183吉赫)。以上四个吸收带之间，有一些弱的吸收波段（图1），称为大气微波窗区。

通常用氧分子吸收系数与水汽分子吸收系数之和表示大气的吸收系数（图2），它依指数规律随高度减小。

按照辐射定律，大气在某波段的吸收越强，辐射也越强，因此在吸收带有较强的大气辐射，它提供了大气遥感的信息(见微波大气遥感)。氧分子的辐射强弱，反映了大气温度的情况，可以用波长5毫米氧分子吸收带（或波长2.53毫米氧分子吸收带）的大气辐射来遥感探测大气温度层结。水汽的辐射强弱同它的密度成正比，可以用波长1.35厘米（或波长1.64毫米）水汽吸收带的大气辐射来遥感探测大气湿度的分布和大气中水汽的总含量。

就微波段而言，大气中的微量气体，如一氧化碳、一氧化二氮、臭氧等，也有一些吸收谱线。例如臭氧在波长2.74毫米，有弱的吸收。从测量太阳辐射在臭氧吸收谱线附近的大气吸收频谱，可以推测大气中臭氧随高度分布的情况和大气中臭氧的总含量。

大气吸收使通信信号衰减，大气辐射也造成通信的干扰，故应选取大气窗区进行通信，常用的大气微波窗区有 3厘米（频率10吉赫）、1.55厘米(频率19.4吉赫)、8～9毫米（频率31～37吉赫）和3.3毫米 (频率90吉赫)等。