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本论文利用中高层大气红外数值模式模拟研究其临边红外辐射特性,研究模拟中高层大气临边红外辐射的算法的适用性,探索将实测大气参数廓线融入红外辐射模式的方法,并将数值模式应用到临近空间目标探测可行性评估中。主要的内容和结果包括:1、利用改进的 SHARC(Strategic High-Altitude Radiance Code)non-LTE(non-Local Thermodynamics Equilibrium)模式模拟分析了静态大气条件(无极光扰动大气)下典型红外波段的中高层大气临边辐射特性;给出各红外谱带临边辐亮度的季节-纬度变化特征和太阳活动-地磁活动变化特征。2、利用SHARC极光模式与静态模式模拟对比分析极光扰动大气条件下主要红外谱带的临边辐亮度的变化特征;呈现极光扰动大气临边辐射与静态大气临边辐射的差异,并给出了极光扰动大气临边辐亮度谱的特征和其随时间变化的特征。3、基于 CART(Combined Atmospheric Radiative Transfer)分子吸收算法开发了 LTE临边辐亮度模式,通过模拟对比分析,研究了中高层大气红外辐射的数值算法适用性;展示出中高层大气临边红外辐射并非总是受到non-LTE效应的显著影响,在较低的平流层与低中间层区域,多数红外波段的non-LTE效应可以忽略,给出了 LTE模式的适用范围。4、分析了 TIMED/SABER(Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetic and Dynamic/Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)白天CO2浓度廓线数据集;通过多元线性回归方法的应用初步探索出拟合实测数据集的方法,为进一步拟合分析实测数据集并形成中高层大气红外辐射敏感参数(如温度,CO2浓度,O3浓度)的经验模式奠定了基础。5、针对临近空间目标红外光学探测的可行性,构建了目标背景临边对比度模型,基于中高层大气红外辐射特性的模拟研究,初步模拟分析了临近空间目标辐射与中高层大气背景辐射间的视在临边对比度,给出不同波段目标背景对比度的变化特征。