什么气什么现 什么是大气光学现象？看完这篇你就明白了

大气光学现象是指发生在空气中的各种光学现象。主要包括:光晕、彩虹、中国、海市蜃楼、闪烁、微光、晚霞等。来自太阳、月亮等光源的光通过大气层时，经过选择性吸收、散射、反射、折射、衍射等过程。，改变了原有的路径和颜色，呈现出各种多彩的光学现象。

简介

大气光学理论和光波传播规律在大气辐射、环境科学、天气预报、天文学、航空空、遥感等诸多方面得到了广泛的应用。大气光学是一门研究穿过大气的光的相互作用以及在低层大气中产生的光学现象的学科。它是大气物理学的一个分支。大气光学的研究可以从两个角度进行:一是把大气看作连续介质；第二，大气被认为是由空气体分子、气溶胶和水蒸气冷凝物组成的混合物。由于大气光学与许多光学工程的发展密切相关，在国民经济和国防建设中发挥着重要作用。

发展史

一些大气光学现象往往是天气现象的前兆，所以自古以来，大气光学现象就引起了人们的关注。我国三千多年前的殷墟甲骨文中有关于彩虹的记载，《诗经》中也有“肚脐朝西，拜雨”的记载，意思是早晨太阳升起的时候，如果西方出现彩虹，中午就会下雨。中国古代对光晕、光晕、海市蜃楼等大气光图像有过观测和解释。大气光学作为现代科学的研究和发展，与光学的研究进展密切相关。19世纪末，英国科学家瑞利首先解释了天空的蓝色空:在洁净的大气中，大气气体分子的密度起伏在散射中起着主要作用。分子散射的光强与入射波长的四次方成反比。因此，在有大气分子散射的太阳光中，紫色、蓝色和青色比绿色、黄色、橙色和红色更强。最后，组合效果使天空呈现蓝色。建立了瑞利散射理论。

空中楼阁

20世纪初，德国科学家米基于电磁理论进一步解决了均匀球形粒子的散射问题，建立了米散射理论。这两个理论可以解释很多大气光图像。随着20世纪60年代激光的出现，光学大气遥感得到了迅速发展。以激光大气遥感为核心的光学大气遥感已经发展成为大气遥感的一个重要分支。卫星遥感对大气透明度的要求以及吸收光谱和激光光谱的发展也有力地促进了高分辨率大气吸收光谱的研究

研究内容

大气光学首先研究大气折射和大气散射的基本规律，这是大气光学的基础，也是物理学的一部分；然后研究大气的光学特性，如大气消光、大气吸收、大气能见度、大气浑浊度、大气透明度、day 空亮度等。此外，大气光图像还研究包括晚霞、暮光、天空空颜色在内的大气光图像，以及彩虹、光晕、中国等云光图像，并研究其成因及其与大气状态和天气过程的关系。大气中的光现象是指发生在大气中，肉眼可以直接感受到的光现象。可以分为三类:第一类，光在大气中折射产生的光现象。当光入射到低层大气时，由于光的折射而改变轨迹，使天体和物体的实际高度角与水平面以上的实测高度角明显不同，这种现象称为天文折射和地球折射现象。一旦大气密度异常分布，使来自远处目标的光在另一个高度全反射，就可以看到它的反射像以及它的真实物体，俗称“海市蜃楼”。其次是大气散射引起的光现象。天空颜色的变化是大气散射引起的光现象之一，比如洁净的大气使天空呈现蓝色。当大气非常多云，大气中悬浮颗粒物大幅增加时，天空呈蓝灰色，甚至地平线上出现不透明的灰白色。暮光是大气散射的另一种现象。当太阳在地平面以下时，阳光不能直接到达地面，但可以照亮地面以上的大气，使天空空明亮。暮光是指黎明明与黄昏之间的光。

还有大粒子对光的折射、反射、衍射引起的光现象，最常见的有彩虹、辉光、光晕。彩虹是由于太阳光线在大气水滴中的折射和反射，在抗日点周围形成的彩色弧形；“花”是由光衍射在太阳周围形成的许多五颜六色的光环，因为云中的水滴和冰针分别充当了孔和狭缝；光晕是由太阳光在冰晶上的折射和反射引起的一系列光学现象的总称。根据着色的性质，有折射产生的微彩色光晕和反射产生的白色光晕。能见度是指人眼在大气中观察到的最远距离。它取决于以下因素，如物体和背景的属性、物体和背景照明的属性、大气的属性和观测仪器的属性等。研制了一种能见度仪，直接测量大气透过率、背景亮度等气象要素，通过计算机综合分析计算可见距离。该仪器能客观反映大气的实际能见度，已在部分机场使用。

天空空背景是指来自天空空的向下辐射通量，包括大气和云层对太阳光的散射辐射和大气气体的自发辐射，也包括夜间少量的月光和星光散射。一般来说，太阳光的散射辐射主要集中在短波部分。晴天时，最大辐射通量的波长约为0.45微米，而气体的自发辐射主要集中在长波部分，最大辐射通量的波长约为10.5微米。日空背景辐射通量的大小及其在空之间的分布非常复杂，主要取决于几个影响因素的组合。这些因素包括太阳的高度、下垫面的反射率、观测点离地面的高度、云的数量、云的形状、大气的透明度和大气的状态。

光在大气中的传输性能是指光波通过大气引起的光学特性的变化。主要包括大气散射和吸收造成的辐射能量损失的大气衰减；大气湍流效应，如光强起伏、漂移膨胀、大气折射率随机起伏引起的相干破坏；而光在大气中传播的非线性光学效应，只能在强激光传播中表现出来，所以也称之为强激光在大气中传播的非线性效应。

根据大气光学现象和光传输特性，利用自然光或人工光源可以遥感大气的一些物理量。比如太阳辐射衰减的测量决定了斜大气的浑浊度；大气臭氧总量是通过测量太阳光紫外线辐射的衰减来确定的。利用多波长红外辐射计测量太阳的散射辐射强度，可以推断气溶胶在整个层中的浓度和光谱分布。