大气吸收光谱（大气吸收光谱）
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更新时间：2023-07-07
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大气吸收光谱是指光波在大气中传播时，某些波长的波被大气中各种气体成分吸收而产生的暗线或暗带组成的谱。吸收作用比较显著的气体成分是水汽、二氧化碳和臭氧等，它们将所吸收的光波能量转变成热能和电离能等。这对于大气的物理和化学状态的变化，起着重要的作用。大气吸收光谱
atmospheric absorption spectrum 光波在大气中传播时，某些波长的波被大气中各种气体成分吸收而产生的暗线或暗带组成的谱。吸收作用比较显著的气体成分是水汽、二氧化碳和臭氧等，它们将所吸收的光波能量转变成热能和电离能等。这对于大气的物理和化学状态的变化，起着重要的作用。
基本信息
| 中文名 | 大气吸收光谱 |
| 外文名 | atmospheric absorption spectrum |
| 原因 | 低能态到高能态的 跃迁 |
| 所在领域 | 化学 |
三类运动形式
气体分子的吸收总是和分子内部从低能态到高能态的跃迁相联系的。分子的能态决定于分子内部的三类运动：①电子的运动;②原子核在平衡位置附近的振动;③整个分子绕一定对称轴的旋转。它们所对应的能量，都是量子化的。在这三类运动中，相邻的电子能级间的差值最大，依普朗克公式，这种跃迁所吸收的入射波，频率很高，就大气中主要的吸收成分而言，这种跃迁吸收的辐射，其波长都在紫外和可见光波段；相邻的转动能级间的差值最小，被吸收的波长大多出现在远红外直至微波波段；相邻的振动能级间的差值介于上述两者之间，被吸收的波长大多出现于 2～30微米的红外波段。由于这三种运动可以同时发生，对应于同一电子能态的跃迁，可以有各种不同的振动能态跃迁和转动能态跃迁；同样，对应于一种振动能态跃迁，也可以有各种不同的转动能态跃迁。所以，电子跃迁光谱中有不同的振动分支，而这些振动光谱中，又包含着一系列表征转动能态跃迁的谱线（常称这种分支为振动-转动光谱）,因此，分子光谱的图像是错综复杂的。
谱线增宽
吸收光谱
计算模式
要计算实际大气的吸收谱，必须知道吸收线的位置、强度、形状以及它们同温度、压力的关系，还要知道吸收物质的含量等。而实际大气的温度、压力和吸收物质含量，随高度而变化，这都会给实际大气吸收谱的计算带来困难。为此，提出了若干理论谱带模式，主要包括：①单线模式。将较复杂的钟形吸收谱线的线型当作矩形处理，从而计算其平均吸收率。若某频带内含有若干条谱线，且线间距大于谱线宽度而不发生重叠，则可应用单线模式计算所有谱线的平均吸收率。②带模式。计算整个谱带吸收率的方法主要有周期模式和随机模式（统计模式）两种方法。周期模式假定吸收带由等强度等间距的一系列谱线排列构成，于是可计算整个带的平均吸收率，适用于象二氧化碳这样的分子。然而对于水汽的振转带和转动带，谱线间距和强度分布无简单的规律可循，这时上述假定不适用。于是有人提出了谱线位置和强度都是随机分布的所谓随机模式，由此可以很好地计算水汽的吸收率。但实际分子光谱既不符合于周期模式也不符合于随机模式，因此也有根据实验测量的结果，选定一些吸收率表达式中的参数或选取其他的函数形式进行计算，这样的经验模式具有一定的精度和适用范围。随着计算机技术的日益发展，对真实大气中包含所有气体吸收物质进行逐线计算已指日可待，但有些人研究后认为逐线计算和实验室测量之间的相符程度在5～10%之间，其他模式计算也能达到这一精度。
