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[拼音]：guangbo chuanbo

[英文]：light wave propagation

可見光、紅外線和紫外線在大氣中的傳播。圖中為這三部分光按波長（或頻率）的劃分情況。光波在大氣中傳播時，受到大氣的吸收、散射、折射和閃爍等影響，影響程度與光波波長有密切關係。

紅外線

波長範圍為0.70微米～1毫米，是介於無線電波和可見光之間的相當寬的重要波段。其中 300微米～1毫米區域的波也稱為亞毫米波，有時也被劃入無線電波的範圍。大氣對紅外輻射傳輸的影響，主要表現為吸收和散射。大氣對紅外輻射的吸收，主要是由大氣中的水蒸汽、二氧化碳和高層大氣中的臭氧分子造成的。這些分子振動和轉動能級之間的躍遷，在紅外區造成一系列的強吸收帶。例如，水蒸汽在2.7微米和6.3微米等處有強吸收帶;二氧化碳在4.3微米和15微米等處有強吸收帶；而它們的不太強的吸收帶則分佈在整個紅外輻射區域。另外，大氣中少量的CH4、N2O和CO分子對紅外吸收也有重要作用。

這些大氣分子的強烈吸收使大氣對紅外輻射的大部分割槽域是不透明的，只有在某些特定的波長區，紅外輻射才能透過。這些特定的波長區稱為紅外輻射的“大氣視窗”，它們幾乎都集中在25微米以下的近紅外和中紅外區域，附表表示這些大氣視窗的位置。

除這些重要的大氣視窗以外，在波長為 300微米和600微米附近區域，大氣也呈現出某些透過特性。

散射是大氣對紅外輻射的另一種重要作用。散射有兩種不同的型別，即瑞利散射和彌散射。瑞利散射是由大氣分子引起的，散射係數與波長的4次方成反比。瑞利散射對紅外輻射並不特別重要，對於波長大於1微米的輻射常可忽略。彌散射是由大氣中的懸浮粒子造成的，如大氣中的雨、雪、霧、雲、灰塵和煙的微粒都能成為散射體，散射係數通常與輻射波長的1.3次方成反比，對於紅外傳輸過程中的衰減有重要作用。

大功率的紅外鐳射束在通過大氣時，除上述的吸收和散射等現象外，還會產生非線性現象。大功率光束對傳輸路徑上的大氣不均勻加熱，造成大氣折射係數不均勻變化，最後導致鐳射束的發散。更大功率的鐳射束還能使大氣分子電離，從而使鐳射束傳輸變得更加不穩定和更加複雜。

可見光

波長範圍為380～700奈米。地球大氣對可見光是透明的，散射、折射和閃爍是可見光在大氣傳輸中的重要現象，同時還須考慮色散和某些吸收。可見光的波長比較短，瑞利散射的作用變得很重要，而且藍色光的瑞利散射比紅光更為強烈，因而天空看起來經常是蔚藍色的。

折射發生在光束從一種介質進入另一種介質的時候。星光或太陽光從外層空間進入大氣層時，會發生折射現象。大氣的密度和溫度隨高度的不同而不同，因此，光的折射率也隨高度而有所不同。大氣折射指來自天體的輻射在不均勻大氣的折射下連續彎曲的過程，這個現象也稱蒙氣差。大氣折射使光線偏向天頂，偏離的大小隨入射光線天頂角的增大而增大。當天頂角為75°時，蒙氣差可達4′左右。大氣的折射率與波長有關，因此，大氣折射對不同顏色的光有不同的值。這就是大氣的色散效應，在天體測量中應加以考慮。

在可見光區也有不少大氣分子（或原子）的吸收帶，但不象在其他區域那樣強烈。吸收和散射都使傳輸光束的強度減弱，大氣消光就是指這種光束在大氣中傳輸時的強度衰減現象，可用消光係數來表示其大小。消光係數是大氣條件和波長的函式。

閃爍和抖動等是光束在湍流大氣中傳輸時的重要現象。大氣湍流是由於溫度、溼度、壓強和密度的不均勻性造成的。湍流大氣的折射率隨時間和空間而隨機變化，使傳輸光束截面內各點的強度也發生隨機起伏。這種現象稱為閃爍。從地面看到星星閃爍，就是這種現象。此外，湍流大氣還使傳輸光束的傳播方向、相位和偏振等發生抖動。傳播方向和相位的抖動會使光斑的位置發生抖動，並使光斑的形狀也隨時變化，這對天文觀測有極為重要的影響。天文大氣寧靜度描述的就是湍流大氣的這種性質對成像質量的影響，常是限制地面天文觀測獲得高空間解析度的關鍵因素。大氣湍流效應對紅外輻射和紫外線傳輸也有重要影響。