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大气光学现象【大气光学现象】大气光学现象是指气中发生的各种光学现象 。主要有：晕、虹、华、海市蜃楼、闪烁、曙暮光、朝晚霞等 。来自太阳、月亮和其它光源的光线通过大气层时 ， 发生选择性吸收、散射、反射和折射、衍射等 ， 改变原来的路径和颜色 ， 呈现出的各种色彩缤纷的光学现象 。
基本介绍中文名：大气光学现象
外文名：Atmospheric optical phenomena
指：气中发生的各种光学现象
主要有：晕、虹、华
来自：太阳、月亮
呈现：各种色彩缤纷的光学现象
理论介绍大气光学的理论和光波传播的规律 ， 在大气辐射学、环境科学、天气预报、天文、航空、遥感等许多方面 ， 已得到广泛的套用 。大气光学的研究可从两个角度出发：一是把大气当作一种连续介质；二是把大气当作由空气分子、气溶胶和水汽凝成物组成的混和物 。因为大气光学和许多光学(包括红外雷射)工程的研製有密切的关係 ， 所以它在国民经济和国防建设中都有重要地位 。大气光学现象 ， 是由太阳光或月光在大气中发生反射、折射、衍射或干涉而形成的发光现象 ， 如晕、虹、华等 。现象由太阳光或月光在大气中发生反射、折射、衍射或干涉而形成的发光现象 ， 如晕、虹、华等 。虹光日、月光经云滴或雾滴发生折射和反射而形成的彩色大弧 。常出现于日、月的相反方向 。在云、雾滴中光线发生一次内反射和两次折射所形成的虹 ， 称为主虹 。主虹外侧呈红色 ， 内侧呈紫色 ， 外侧角半径约为42° 。在主虹之外 ， 有时可见另一同心大光弧 ， 色带排列与主虹相反 ， 其内侧角半径约为50° ， 光彩也较暗淡 ， 称为霓或副虹 。它是光线在万、雾滴中发生两次内反射和两次折射而形成的 。晕现象日、月光线通过云中冰晶发生折射或(和)反射而产生的位于日、月周围的光圈、光柱、光弧、光点的总称 。最常见的晕角半径为22° ， 由光线通过六角柱冰晶产生折射而形成的 。晕多出现在卷层云或捲云上 ， 有时光圈不全 。晕的出现常是天气转变的一种预兆 。天气谚语中有“日晕三更雨 ， 月晕午时风”等 。华彩日、月光线通过云滴或小冰晶时 ， 由衍射作用而形成的环绕日、月光轮外的彩色光象 ， 通常出现于高积云上 ， 有时也出现在捲积云、层积云上 。色彩内侧微蓝色、外侧红褐色 ， 有时可能有好几重 。华的大小变化可预示云的结构和天气变化的趋势 。天气谚语中有大华晴、小华雨的说法 。峨眉宝光日(月)光从观测者后面投射到前方云幕或雾幕上 ， 因受云、雾滴的衍射而产生的彩环 。观测者的头部或人影可见于彩环之中 。彩环常呈外红内黄白色 ， 有时也很鲜艳 。由于在四川峨眉山最常见 ， 故名 。在其他山地或飞机航行于云上时 ， 也可见到此光象 。霞清晨或傍晚 ， 在太阳附近或太阳相对一侧的天空或云层上出现的色彩现象 。它是由阳光透过气层时受空气分子及大气中的尘埃、水汽等的选择性散射 ， 余下较长波长的日光所形成 。因为波长较短的蓝紫光大多已被散射掉 ， 所以霞光多数为红光 。霞有预示天气变化的作用 ， 如天气谚语中有"朝霞不出门 ， 晚霞行千里 。等 。蜃楼来自远处物体的光线 ， 经过密度分布反常的空气层 ， 发生显着折射(或同时有全反射)时 ， 使远处景物发生位置、形状、大小的变化和晃动的奇异幻景 。比实物高的称上蜃 ， 比实物低的称下蜃 ， 常发生在海边或沙漠地区 ， 故有海市之称 。原理天空背景是指来自天空的向下辐射通量 ， 其中包括大气和云对太阳光的散射辐射以及大气气体的自发辐射 ， 夜间还包括少量的月光和星光的散射 。一般而言 ， 对太阳光的散射辐射主要集中在短波部分 。在晴天 ， 最大辐射通量的波长为0.45微米左右 ， 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为10.5微米左右 。天空背景辐射通量的大小及其空间分布是十分複杂的 ， 它主要取决于几种影响因子的组合 。这些影响因子包括太阳的高度、下垫面的反射率、观测点离地面的高度、云量、云状、大气透明度以及大气状态等 。光在大气中的传输性能是指光波通过大气所引起的光学特性的变化 。它主要包括由于大气散射与吸收造成的辐射能量损失的大气衰减；由于大气折射率的随机起伏造成的光束的光强起伏(闪烁)、漂移扩展以及相干性破坏等的大气湍流效应；以及光在大气中传输的非线性光学效应 ， 这种效应必须在强雷射传输中才能显示出来 ， 因此又称为强雷射大气传输的非线性效应 。根据大气光学现象以及光的传输特性 ， 利用自然光或人工光源可以遥感大气某些物理量 。例如对太阳辐射衰减的测量确定斜程大气的混浊度；通过对太阳光紫外辐射衰减的测量 ， 确定大气臭氧的总量；利用多波长红外辐射计测量太阳的散射辐射强度 ， 可以推断整层大气气溶胶浓度与谱分布等等 。