海面光辐射散射特性研究

摘要

本文基于粗糙面辐射散射的基本理论，利用Modtran软件计算了不同波段、不同天顶角及不同探测高度的太阳光谱辐照度和天空背景光谱辐射亮度；采用蒙特卡罗方法模拟出不同风速条件下的二维 PM谱粗糙海面模型，并将其作为研究对象；比较了两种发射率模型和基于这两种发射率模型的海面辐射出射度；利用微扰法(SPM)和双向反射分布函数(BRDF)计算了海面对太阳和天空背景辐射的散射，并结合海面自身辐射，计算分析了海面辐射散射亮度的空间角分布；通过建立海天线计算模型，得出海天交界线处海面面元法向与探测器视线间夹角的分布；最后综合考虑太阳辐照度、天空背景辐射亮度、海面自身的辐射、大气程辐射以及大气透过率，模拟出0.4-0.76 m、3-5 m、8-12m的海面亮带，分析了海面亮带出现的条件，以及风速对海面亮带的影响。