电磁辐射与人体健康

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电磁辐射特性

电磁波谱中不同波长的辐射有非常不同的特性和用途。紫外线辐射的波长比可见光短，比x射线长，在400到10纳米之间，能量在3到124电子伏之间。紫外线辐射由太阳发出，是一种高能电离辐射，可诱发化学反应，可使某些物质发光或发出荧光，并可导致人体皮肤晒伤。紫外线来自太阳的辐射对大多数生物是有毒的，但被大气臭氧层吸收，防止对地球上的生命造成重大损害。如果臭氧层枯竭，紫外线辐射将对地球表面的生命造成重大损害。在地球的早期历史中，没有臭氧层存在，所以地球表面不断受到紫外线辐射的照射。

电磁辐射的种类

电磁频谱通常根据波长分为几个不同的区域，最常见的分类方案包括无线电波、微波、太赫兹辐射、红外辐射、可见光、紫外线、x射线和伽马射线。电磁光谱紫外线辐射的波长比可见光短，比x射线长，在400到10纳米之间，能量在3到124电子伏之间。紫外线辐射由太阳发出，是一种高能电离辐射，可诱发化学反应，可使某些物质发光或发出荧光，并可导致人体皮肤晒伤。紫外线来自太阳的辐射对大多数生物体是有毒的，但电磁辐射的特征是什么

电离和非电离辐射

电离辐射包括任何辐射过程，其中单个能量量子能够电离吸收辐射的材料中的原子或分子。电离辐射是由自然放射性衰变通过宇宙射线、核裂变、核聚变，以及发生在核武器、核反应堆、x射线设备和高能物理实验中的类似过程，来破坏岩石和放射性物质。电离辐射能引起材料的化学变化，并能破坏生物组织以及岩石和结构材料。非电离辐射是任何辐射类型每个量子携带的能量不足以使原子或分子电离。在大多数情况下，非电离辐射由电磁波谱的低能部分组成，包括无线电波、微波、太赫兹辐射、红外光和可见光。

太阳黑子耀斑和太阳周期

太阳从光球层产生稳定的电磁辐射流，基本上不随时间变化。在这个稳定的、安静的过程中，叠加着一些动态的、活跃的或变化的事件和周期，这些事件和周期表明太阳也有一些不可预测的、爆炸性的行为特征。就总数而言，这些特征并不显著太阳能但会影响地球上接收到的电磁辐射。它们包括太阳黑子、太阳耀斑、磁暴、太阳周期和日冕的变化。

遥感科学

卫星可以从太空观测地球表面、大气和海洋。与人类类似，卫星有传感器作为它们的眼睛。然而，卫星比人类看得更清楚，因为它们的传感器能探测到更多的太阳电磁能，也就是说，所有来自太阳的能量。这种能量通过空间从太阳到地球，由几个波长范围组成。玛雅堤道(古玛雅文化使用的贸易路线的旧遗迹)是通过分析波长探测到的电磁波谱中的红外部分．尽管人类肉眼可能看不见古老的路径，但在电磁波谱的红外部分，它们看起来与植被不同。由于可以用成像设备识别，这些古老的路线可以被发现、绘制地图、分析和探索。

分子散射瑞利散射

瑞利散射理论是一个经典的(即非量子)电磁散射理论，它开始作为一个理论的电磁平面波散射从一个小球体与实折射率n。小在这种情况下意味着小的波长相比被散射的光。在瑞利极限下的散射计算非常简单，因为粒子上的入射电场几乎是恒定的，这使得粒子内部的感应电磁场的计算非常简单。本质上，入射波的电场导致粒子内的电荷迁移，使正电荷积聚在一侧，负电荷积聚在另一侧，导致偶极矩以与入射波相同的频率振荡。

辐射平衡的基本模型

行星获得能量的方式有很多，但基本上只有一种方式可以让行星失去能量。由于行星位于外层空间的硬真空中，其大气层受到引力的紧密束缚，因此不会有太多的能量通过热物质流出行星而损失。唯一显著的能量损失发生在电磁辐射的发射中，这是一个熟悉的经验，一个足够热的物体会发光，因此有了红热或白热等术语。一旦认识到光只是电磁辐射的一种形式，就可以自然而然地推断，任何温度的物体都应该发出某种形式的电磁辐射，尽管不一定是可见光。热力学为解决这个问题提供了合适的工具。想象一种气体由两种分子组成，分别标记为a和B。

各向同性均匀球散射

简单地说，在平面波照射下的任意均匀球散射问题的解可以通过将入射、散射和内部电场和磁场展开为一系列矢量球谐波(球坐标下电磁场方程的一般解)来得到。选择这些展开函数的系数，使场的切向分量在球面上连续。因此，由于界面的存在，散射问题在形式上与反射和折射问题相同，尽管球面问题要复杂得多，因为散射场和内部场不是平面波。

温室气体在地球大气中的寿命

温室气体的微观辐射效率是通过测量约400 - 2000厘米1范围内的红外主动振动的绝对吸收系数并对该电磁波谱区域进行积分来确定的。它的意思是明确的。然而，根据不同的学科，对于不同的科学家来说，“一生”这个词有不同的含义。因此，恰当地描述是什么意思温室气体的一生(表2的倒数第二行)，以及如何确定这些值。

现代天文学分支学科“，

观测天文学领域是基于从红外天文学工作的红外波长(比红光波长长)的电磁辐射接收到的数据，主要用于研究行星和恒星周盘等区域，这些区域太冷而不能在电磁波谱的可见光波长中辐射。较长的红外波长能够穿透尘云，因此，红外天文学在观测恒星形成过程中也很有用分子云星系核心阻挡了可见光波长的观测。红外天文观测站必须位于外太空或高干燥的地方，因为地球大气与地球有显著的关联红外发射．对x射线波长天体的研究和分析被称为x射线天文学。

吸收的经典与量子力学解释

有了这个序言，从经典和量子力学的观点考虑一个孤立的振荡器对电磁能量的吸收。根据第2.6节中的经典分析，振荡器从给定振幅的时谐电磁波中吸收能量的速率取决于其频率w。吸收在一个狭窄的频率范围内急剧达到峰值，称为an吸收线(或带)，以振荡器的固有频率为中心。线的宽度是振荡器阻尼的结果。现在从量子力学的角度考虑相同的过程。入射的单色电磁波被认为是一个光子流，每个光子都有能量。电磁能量的吸收是光子吸收的结果。如果振子吸收了一个光子，振子的能量必须增加。但这种增加只能是一组离散值中的一个。

高频雷达原理

实时表面流资料是了解沿海海气相互作用和沿海尺度动力过程的宝贵补充。海岸表面流信息可能与风和潮流等物理现象有关。高频(HF)雷达已被用于测量表面流场和海浪光谱。高频雷达背后的物理原理是基于移动粗糙海面的后向散射。雷达发射6-30兆赫(50-10米波长)的电磁波，这些电磁波以地波传播的方式沿海面在地平线以外传播，然后由电磁波波长一半的海浪散射回来(布拉格散射)。这些分散的信号是由移动的波浪和携带海浪的表面流的速度引起的多普勒频谱的测量。沿着导电海面(地波)的引导传播允许测量超出地平线。

太阳紫外线对人体健康的影响

人体长期暴露在太阳紫外线辐射下可能会对皮肤、眼睛和免疫系统造成急性和慢性健康影响。晒伤(红斑)是过度紫外线辐射暴露最著名的急性效应(Lindfors和Vuilleumier, 2005)。从长期来看，紫外线辐射会导致皮肤细胞、纤维组织和皮肤组织发生退行性变化血管导致皮肤过早老化，光性皮肤病和光化性角化病。另一个长期影响是眼睛的炎症反应。在最严重的情况下，皮肤癌白内障可能发生(De Gruijl et al.， 2003)。暴露于紫外线辐射与疾病程度之间的关系见图4.14和4.15。

温室效应的起源:主要效应和次要效应

地球是一个动态平衡的行星，因为它不断地吸收和发射电磁辐射。它接收紫外线和可见光来自太阳的辐射，它会发射红外线辐射，能量平衡表明，“输入的能量”必须等于“输出的能量”，才能使地球的温度保持恒定。这个等式可以用来确定地球的平均温度应该是多少。太阳和地球都是电磁辐射的黑体发射体。也就是说，它们的质量能够均匀地发射和吸收所有频率(或波长)的电磁辐射。普朗克在20世纪上半叶计算出了黑体单位时间单位面积发射能量随波长的分布曲线，如图1所示。没有数学细节，有两点是相关的。首先，单位时间内发射的所有波长的总能量与(T K)4成正比。

《辐射的性质与规律

电磁辐射的行为可以用下列简化的表述来概括电磁辐射的波长电磁辐射由量子或粒子的流动组成，每个量子的能量含量(E)与公式所给出的频率成正比。对于太阳来说，最大发射波长接近0.5 j,m，并且在电磁波谱的可见部分。

波和粒子语言

我们可以用波和粒子(光子)两种语言来讨论电磁辐射。与所有语言一样，我们有时可以用一种语言比另一种语言更简洁或更清楚地表达思想。我们把两者分开使用，有时也同时使用。我们需要两种语言都很流利。电磁辐射的这种所谓可悲的二元性已经引起了许多争论。但没有法律要求物理现实只用一种语言来描述。我们也许希望有这样一种语言，但大自然往往对我们的希望无动于衷。此外，我们毫无异议地接受声音的二元性。我们把空气中的声波描述为连续的，同时认识到空气和声音是由运动中的离散粒子(分子)组成的。所有电磁波在自由空间(不严格存在)以相同的速度c传播，大约3 x 108毫秒1。

解释地层和重力喷发

宇宙宇宙包括地球、太阳系、星系、星际物质和宇宙空间等无处不在的一切物质和能量，视为一个整体。宇宙的大尺度结构是指在数十亿光年的尺度上，对物质、光和空间的可观测分布进行映射和描述。地球和天基观测平台使用广泛的电磁波谱进行天空巡天，以确定目前已知的宇宙大尺度结构以及宇宙中所含物质和能量的类型。天文学家已经能够确定宇宙有一个等级组织，物质被组织成越来越大的结构，从原子到太阳系，到星系，到星系团和超星系团，到细丝，然后是一个被称为伟大终结的连续结构。

非生产性栖息地的资源必需品

在边缘地区，低温和较短的生长季节会限制植物的生长，这就提出了一个问题，即热能和时间是否应该被视为基本资源。热是电磁辐射，和光一样可以被植物组织吸收。植物吸收或耗散热能的程度可以通过与芽形态、色素沉着和取向相关的表型可塑性来最大化或最小化(图3.3)。然而，热量并不是植物通常争夺的资源。然而，它是影响资源获取的最具决定性的环境因素之一。

陆地碳清查的遥感与GIS技术

不同的遥感传感器可以接收电磁波谱的不同部分的能量，如可见光、近红外、红外或热。卫星图像可促进完成国家或区域土地利用和土地覆盖分析。本节介绍无源卫星的可见光和近红外光谱数据。无源传感器依赖于反射率太阳能从表面回到传感器或探测器。这种能量被捕捉在可见的，近的和中间的电磁波谱中的红外部分(0.4-2.5 im)。数字多光谱遥感数据以许多波长(称为波段)记录光谱信息。每像素最多10个波段的信息或单位土地的数量可以被记录。高光谱数据由100-200个波段的信息组成，可获得，但需要特殊的处理方法(例如Tamas和Lenart 2006)。

吸收截面

我们认为气体的吸收系数取决于其分子的浓度。毕竟，吸收系数的倒数是吸收长度，如果同一浓度的气体与更高浓度的相同气体具有相同的吸收长度，这几乎没有意义。这里用浓度而不是密度来强调电磁辐射的吸收根本不依赖于质量。电磁波对电荷施力，而不是对质量施力，而质量只是随波逐流。当你使用非限定术语密度时，请确保你清楚你指的是质量密度(单位体积的质量)还是数量密度(单位体积的分子数)。我们用数字密度和浓度来表示或多或少相同的东西。

光的吸收

为了更好地理解这些能量和波长，表3.2给出了一些典型的波长、频率、波数和电磁波谱各个区域的能量。对流层光化学中最直接感兴趣的区域范围从700纳米的可见光到290纳米的近紫外短波长平流层臭氧层被切断。对应的能量Eq. (M)， 170.9和412.4 kJ einstein 1(或40.8和98.6)其他光谱区域也很重要，因为在实验室研究和环境空气中对对流层感兴趣的不稳定分子、自由基和原子物种的小浓度的检测和定量是基于各种光谱技术，涵盖了广泛的电磁波谱。例如，稳定分子红外光谱的相关区域一般在- 500 ~ 4000 cm 1(20-2。

卫星图像的类型

陆地卫星多光谱扫描仪产生的图像代表电磁频谱的四个不同波段。这四个波段分别为:波段4为绿色光谱区域(0.5至0.6微米)，波段5为红色光谱区域(0.6至0.7微米)，波段6为近红外区域(0.7至0.8微米)，波段7为另一个近红外区域(0.8至1.1微米)。雷达是遥感的一种主动形式，其系统提供电磁能量源来照亮地形。从地形返回的能量由同一系统检测，并记录为数字信号，转换为图像。雷达系统可以在光照条件下独立运行，并能穿透云层。

Highresolutionmultispectral数据

一些极地轨道卫星传感器有多个光谱波段，分别位于可见光(0.4-0.7 pm)、近红外(0.7-1.1 pm)和短波红外(1.1-3.0 pm)以及热红外(3.0-100 pm)的电磁波谱区域。这些传感器通常具有非常高的空间分辨率的实际积雪产品相比，从传感器，如所述的AVHRR

光学厚度和史瓦西方程

虽然辐射场在空间中的变化只是压力p的函数，但它的强度也取决于方向。设I(p, n, v)是在点p处测量的沿n方向传播的电磁辐射的通量密度。这个密度就像普朗克函数B(v, T)，只是我们允许它依赖于方向和位置。这种通量密度的专业术语是光谱辐照度。现在我们假设辐射通过薄壁传播大气层由压力测量的厚度Jp。频率v处能量的吸收与遇到的吸收器分子数成正比，假设对于小Jp，吸收器在层内的混合比恒定，则遇到的分子数与Jp成正比，符合流体静力定律。根据基尔霍夫定律，吸收率和发射率是相同的，我们称之为Jtv，记住，通常它是v的函数。

远程传感器和仪器

发射自己的电磁辐射来探测一个物体或扫描一个区域进行观测，并接收反射或后向散射的辐射的遥感仪器称为有源仪器。例如雷达、散射计和激光雷达。雷达(无线电探测和测距)雷达使用以无线电或微波频率工作的发射机发射电磁辐射，并使用定向天线或接收器测量远处物体辐射的反射或后向散射。到物体的距离可以确定，因为电磁辐射以光速传播。辐射计这种仪器定量地测量光谱中某些波段波长的电磁辐射强度。通常，辐射计是根据它所覆盖的光谱部分来进一步识别的，例如，可见光、红外或微波。

大气吸收太阳辐射

太阳辐射太阳发出的辐射能．这一过程始于太阳的核心，在那里，氢原子通过核聚变融合成氦原子。核聚变每发生一秒钟，太阳就会将7亿吨氢转化为6.95亿吨氦，并有500万吨电磁能量辐射到太空中。

对ACIA报告的定量分析

该程序允许查看每个单词用法的上下文，这将允许更仔细的比较。这项功能主要用于检查词义可能不明确的词语的主要用途(例如“辐射”指紫外线辐射、太阳辐射或电离辐射)，以及进一步检查奇怪的结果。

冻融地面的热物理过程

热辐射是指受热物体向环境中发射电磁波(辐射能)的过程。绝对黑体发射的最高值所对应的波长与其绝对温度成反比。那部分热转移地面内的辐射通常只占总热通量值的百分之几。

通用废物的一般管理和处置

万能废灯，又称万能废灯，定义为灯泡或灯管部分的电气照明装置。灯是专门用来产生辐射能的，通常是电磁波谱中的紫外线、可见光和红外区域。常见的通用废弃电灯的例子包括但不限于荧光灯、高强度放电灯、霓虹灯、汞蒸气灯、高压钠灯和金属卤化物灯。

进入最深的时间，暗淡的年轻太阳和地球的宜居性

所有这些大气演化故事发生的背景是逐渐变亮的太阳。恒星内部产生的能量几乎完全以电磁辐射的形式离开恒星——粗略地说，所有波长的光。净功率输出称为光度，以瓦(单位时间能量的量度)来测量，就好像恒星是一个灯泡一样。像太阳这样的恒星通过将氢聚变成氦来获得能量，随着时间的推移，太阳中氦的比例增加，从而增加了太阳的平均分子量。这反过来意味着太阳核心为了保持平衡重力所需的压力，需要收缩和加热。增加密度和温度增加聚变的速度，而不是减少氢的可用性，从而降低能量的生产速度，因此太阳光度-随时间增加。

其他流量计

根据法拉第定律，当导体通过电磁场时，导体中会产生与导体速度成正比的电动势。在实际应用这一定律测量水或废水流量时，水流中所含的盐分起着导体的作用。仪表被插入到包含流量的管道中，就像任何连接器被插入一样。这个仪表的周围和外面都有一圈电线。

极化是隐藏的变量

在前几章中，我们顺便提到电磁波是矢量波，但我们能够回避这一点，并基于标量波进行物理论证。例如，第3章中简单的相位差参数，有助于理解粒子的散射，基本上与电磁波的矢量性质无关。然而，要理解两极分化，就需要我们直面这个问题。

亮度和色温

假设我们有一个可以测量的仪器辐射功率在电磁频谱的任何一个频率范围内。为了简单起见，我们假设仪器的视野很窄，但这是不必要的。如果我们把仪器对准一个辐射源的特定方向，这个辐射源可以(但不必)是一个可测量的发射体，仪器就会尽职地测量辐射功率。现在我们可以问，为了使仪器读数相同，黑体必须具有什么温度?这个温度称为光源的亮度温度，不要与普通(或热力学)温度混淆。即使测量的辐射大部分或全部由一个物体发射(而不是反射)，它的亮度温度也不等于它的温度，除非我们碰巧选择了一个物体的发射率几乎为1的频率范围。

部分吸收大气

黑体在所有频率和方向上都有单位发射率。黑体也有单位吸收率，这只是重申了黑体与辐射场强烈相互作用的条件。对于一个非黑体，我们可以定义吸收率a(v, n)，方法是用给定频率和方向的光照射物体，测量有多少被反射，有多少从另一侧出来。具体来说，假设我们向测试对象发射一束方向为n、频率为v、通量为Finc的电磁能量。然后，我们测量一旦光束打开，物体发出的额外能量通量。由于入射光束在特殊情况下的散射作用，这种向外的通量可能从许多不同的方向出来，甚至频率也可能与入射光束的方向不同入射辐射．设T和R为透射和反射能量通量，对所有角度和频率积分。

华莱士线?袋鼠会游泳吗?

伴随主要宇宙等离子体放电事件的是一连串从物理粒子到电磁波长全谱的广谱轰击。无线电波，微波，紫外线，可见光，红外线，x射线和伽马射线．从β波(电子)，α波(氦核)和其他更复杂的核。这些可以是高或低能量的．它们都对自然界的基本生殖组成部分——充满DNA的染色体有不同的影响。他们是强有力的鼓励者多倍性适应。似乎是一种智慧抓住了染色体，它们自动地与这个新范式协调起来。然后，许多物种立即适应了侵入性电磁频谱的新魅力。更小的，更大的，有袋动物，哺乳动物所有现有的物种都认识到新的最佳功能，并智能激活使用多倍体来适应。不是按照自然选择理论的几百万年没有即时的物种形成

达尔文，DNA和教条

灭绝是一个混乱的，激进的和灾难性的过程，DNA智能和瞬间适应基因的大飞跃。令人惊讶的是，DNA有一个内置的直觉但智能的大脑，可以对现有电磁谐波的突然攻击做出反应。在几千年的时间里，这可能会保持相对稳定。然后，彗星形状的电磁脉冲入侵，日冕物质抛射(CME)，超新星爆炸或行星的扰动运动，使环境变得混乱。同步辐射形式有x射线，紫外线，正辐射和负离子并渗透到DNA结构中。电磁变异锁定。建立了一种新的谐波拉莫频率。DNA看到，读取，并立即创造新的物种在这个定义电磁频谱。

HAARP用雷达探测月球

由于低频雷达波传播到月球可见表面以下的不同深度，对回波的分析提供了关于月球次表面地形特性的信息。它有点像声纳，只不过我们使用的是电磁波而不是声波。该实验还使我们能够研究回波信号在返回路径上与地球电离层的相互作用，因为电离层在低频时只有部分透明。

遥感

遥感被定义为使用与被观测物体没有物理接触的传感器从远处获取和解释信息的科学。动物(包括人)通过各种身体部件使用遥感来获取环境信息。眼睛以可见光的形式探测电磁能量。耳朵能探测声音能量，鼻子里有敏感的化学感受器，能对周围物质在空气中释放出的微量化学物质做出反应。一些研究表明，候鸟可以感知地球磁场的变化，这有助于解释它们非凡的导航能力。最宽的地方是遥感科学包括空中、卫星和宇宙飞船对太阳系行星表面和大气的观测，尽管地球显然是最频繁的研究目标。

雪水文

雪是一种形式水文降水由于它在下降和产生径流和地下水补给之间的滞后，它的处理有些不同，并涉及其他水文过程．遥感是一种有价值的获取手段雪的数据用于预测融雪径流以及气候研究。raybet雷竞技最新电磁波谱的几乎所有区域都提供了有关积雪的有用信息。根据需要，人们可能想知道雪的面积，它的水当量，或者条件或颗粒大小，密度，以及积雪中液态水的存在。虽然频谱中没有一个单一区域提供所有这些特性，但已经开发出一些技术来在某种程度上提供所有这些特性。

光化学

太阳辐射由电磁波组成。电磁辐射具有波粒双重性质。这意味着电磁辐射同时具有波状和粒子状的性质。在其波形中，电磁辐射可以被认为是一组叠加波，有时被称为在真空中以光速c 2.998 x 108 m s-1传播的集合，与波长无关。这个集合中的每个波都可以被视为具有特定波长、频率和振幅的简单正弦函数(见图8.1)。波长X是波的两个连续波峰之间的距离。X的单位是米。波的频率，f，是一秒钟内通过观察者的周期数。频率的单位是赫兹(1hz是每秒一次振荡)。单个波的波长和频率的乘积等于光速(速度是距离除以时间)c X X f。

长波辐射

长波辐射也被称为红外，热，或地面辐射．它是大约3到100毫米光谱波段的电磁能量。地球表面温度会产生这个范围内的辐射，地面辐射峰值出现在大约10毫米的波长。光谱积分长波辐射可由Stefan- boltzmann方程Ql eoT4估算，其中e为热发射率，o为Stefan-玻尔兹曼常数，5.67X 10-8 W m-2 K-4, T为发射面绝对温度。根据定义，e是发射的长波辐射与完美黑体(完美发射器或吸收体)所发射的长波辐射的比率。

光的本质

电磁能量以不可分割的单位出现，称为量子或光子。于是一束阳光照了进来空气由以3 x 108 ms_1传播的连续光子流。实际涉及的量子数量非常大。在夏日的阳光下。例如，1m2的水平表面每秒接收大约1021量子的可见光。尽管电磁辐射具有微粒性质，但在某些情况下，它的行为就像具有波的性质一样。每个光子都有波长1和频率n

火山监测

卫星图像现在普遍用于绘制火山沉积物和特征图以及监测火山爆发。现在，卫星可以测量和监测的特征类型范围很广，包括很大范围的可见光谱和其他部分的电磁频谱。从卫星上可以观测到火山表面的变化、圆顶的生长以及火山裂缝的开合。一些卫星使用雷达技术，能够穿透云层和一些火山灰，因此对监测偏远地区、恶劣天气、夜间和火山爆发期间的火山特别有帮助。一种叫做雷达干涉测量可以测量亚英寸(厘米)尺度的地面变形，显示与火山下岩浆积聚有关的隆起和膨胀。一些卫星可以测量和监测地表温度，另一些卫星可以观察火山喷发羽流、火山灰云和全球范围内的其他大气效应。

太阳辐射

太阳辐射的光谱与温度为5800 K的黑体的光谱相似。大约有一半位于电磁波谱中可见短波部分的范围内。另一半主要位于近红外部分，正好在可见光波长之外。少量位于紫外线范围内。入射的太阳辐射以波长的形式以光速传播。在一年的时间里，到达地球大气层顶部的平均太阳辐射约为1366 wm2辐射功率分布在整个电磁波谱中。虽然太阳的辐射能分布在整个电磁波谱中，但大部分集中在光谱的可见部分。当太阳光线进入大气层时，它们会被衰减或减弱，因此在晴朗的日子里，在海平面垂直于太阳光线的表面，它们大约为1,000 W m2。

声波层析成象

海洋对声音基本上是透明的，但对电磁辐射是不透明的。因此，水下声音是海洋内部遥感的有力工具。该技术应用于海洋声波层析成像。它被用来测量海洋大区域的温度和洋流(Munk et al. 1995)。在海洋盆地尺度上，这种技术也被称为声波测温。该技术依赖于精确测量声音信号在两个仪器(声源和接收器)之间传播所需的时间，距离在100- 5000公里之间。如果能精确地知道仪器的位置，飞行时间的测量就可以用来推断声速，即声波路径上的平均声速。声速的变化主要是由声速的变化引起的海洋温度因此，对行程时间的测量等同于对温度的测量。

短波辐射

短波辐射是主要的驱动因素雪和冰在大多数环境中熔化。入射的太阳辐射在穿过大气气体和气溶胶(如水滴、冰晶和灰尘等悬浮粒子)时被吸收和散射。的过程吸收和散射取决于电磁辐射的波长和障碍物的大小(气体或气溶胶)。类似地，来自冰晶的反向散射(反射)也依赖于波长，如第2章所述。然而，在冰冻圈研究中，这种复杂性通常被忽略，(3.1)中的短波辐射和反照率是根据大约0.2到2.5 mm的综合宽带频谱定义的。或者，短波辐射可以在两个或三个波长波段中建模，例如紫外线、可见光和近红外频率。这正在成为

辐射短波

以小于1微米(im)波传播的辐射被称为短波，包括伽马射线、x射线、紫外线和可见光。气候,短波辐射一般是指进料来自太阳的辐射．物体的温度与其主要发射的波长之间呈反比关系。因为太阳是一个热的物体(大约5800 K)，它在短的波长．由于波长短的比波长长的携带更多的能量，所以它们的强度更大。太阳发射的大部分短波位于电磁波谱的可见区域，范围从0.4 im(紫色)到0.7 im(红色)。太阳最大发射波长在0.5微米。

辐射长波

长波(或长波)辐射是电磁频谱中以光谱波长通常大于1微米(im)发射的部分。长波辐射包括红外线、微波和无线电波。辐射的发射度是温度的函数，而发出长波辐射的物体比发出长波辐射的物体冷短的波长．例如，太阳(大约5800 K)的辐射主要是光谱的短波部分(特别是0.4到0.7微米的可见光)，而地球(大约290 K)的辐射波长要大得多。从气候学上讲，长波辐射一般是指太阳所发出的辐射地球大气层系统(也称为地面辐射)，波长主要在5- 15im。由地球表面和大气发出的长波辐射主要落在热红外(红色下方)电磁波谱区域。

岁差章动

大气中的天气事件是由热量和能量传递．潜热，即物质在从液体变成固体等状态变化过程中吸收或释放的热量，是大气的一个重要来源能量。传热通过对流是在大气中也很重要，因为移动的空气将能量从一个地区转移到另一个地区。辐射，或者能量转移电磁波，是第三种重要的来源大气中的能量．太阳以短波辐射的形式发射能量，地球吸收这些能量，然后以短波辐射的形式发射出去长波长红外辐射。水蒸气和二氧化碳可以吸收这些波长的能量，使大气变暖。大气变暖，因为它允许太阳短波辐射通过，然后捕获从地球发射的长波中吸收的能量。

普林斯顿大学

大气辐射转移:地球大气的结构和组成。电磁学的基本方面辐射、吸收研究了大气气体的排放、粒子的光学消光、大气物种在地球辐射能量平衡中的作用、自然和人为原因对气候的扰动以及气候系统的卫星观测。raybet雷竞技最新

平流层

也是造成平流层温度的原因。辐射过程在电磁波谱的红外部分也起着重要的作用。因为，在平流层中，化学、动力学和辐射过程在与对流层非常不同的条件下运行，平流层对气候强迫的敏感方式与对流层不同。因此，平流层过程对气候变率和变化起着重要作用。raybet雷竞技最新

波行星

喜马拉雅山脉和其他地貌形成了行星大气波，有助于减少北极臭氧空洞的形成，从而限制太阳紫外线辐射在北极的暴露北极。raybet雷竞技最新气候变化能在1997年春天在北极打开臭氧空洞，弱吗行星波在北极上空形成了一个小臭氧空洞。化学臭氧层的破坏需要平流层中非常低的空气温度，由于行星波的作用，北极平流层比南极平流层保持温暖。

阳光

阳光是太阳发出的电磁辐射。它通过大气层到达地球，在那里太阳辐射被反射成日光。阳光是地球的主要能源，提供红外线、可见光和紫外线电磁辐射。

辐射

辐射是直接的热能的传递．能量通过电磁波从太阳传播到地球。波长越短，与之相关的能量就越高，比如紫外线辐射。相反，波长越长，与之相关的能量就越低，如无线电波和微波。大多数的太阳辐射在电磁波谱的可见和近可见部分。电磁辐射一旦到达地球大气层，就会被反射、散射、重新定向和吸收。

六氟化硫

阳光是地球能源的主要来源。它提供不同波长的红外、可见光和紫外线电磁辐射。人眼可见的一小部分波长被反射成彩虹色。可以使用阳光记录仪记录阳光。电磁波是一种能够在外太空的真空中传输能量的波，它存在于一个被称为电磁频谱的巨大连续频率范围内。根据电磁波与物质的相互作用，谱被分为更小的谱。阳光是地球的主要能源，提供红外线、可见光和紫外线电磁辐射。

星系的演化

随着宇宙的膨胀，这些合并的星系成长为现在占据宇宙的大规模星系团和空洞。关于星系形成历史的大部分证据来自于对宇宙中最遥远物体的观测，这些物体的光和其他电磁辐射现在到达地球是在数十亿年前宇宙还很年轻的时候产生的。似乎人们观察的时间越久远，单个星系就会出现得越小，组织越松散。此外，还有许多星系合并的例子，并且观察到不规则星系合并形成更复杂系统的许多阶段。

全球变暖

二氧化碳的重要性温室效应是因为它能够吸收可见光波长以下的大部分电磁辐射，捕获试图从地球逃逸的热辐射，从而导致地球温度升高。据报道，二氧化碳增加一倍会导致温度上升2.7-9华氏度(1.5- 10摄氏度)5度C)，导致升温在0.9-3华氏度(0.5-1.7摄氏度)之间。此外，已经确定CO2对增加地球大气的全球表面温度有显著影响，在温室气体(不包括水蒸气)中，它是最强大的，辐射强迫为1.5 W . m.2。

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