热辐射连接温度与发射率

温度高于绝对零度的物体都会发射电磁辐射。地表温度条件下，主要能量位于热红外范围。遥感传感器测到的是到达传感器的辐亮度，地表温度需要结合发射率、大气和观测几何从辐亮度中估计。

黑体给出理想参照

黑体是能完全吸收并按温度发射辐射的理想对象。普朗克定律描述不同温度下辐射随波长的分布；温度升高时，总辐射增强，峰值向较短波长移动。真实地物通常不等同于黑体。

这些定律建立了辐亮度与温度之间的物理联系，但传感器只在有限波段内响应，并经过大气传播。实际反演需要使用波段积分后的定标关系，而不能直接把某个像元值当作摄氏温度。

发射率描述真实表面在相同温度下相对于黑体的辐射能力，取值随波长、材料、粗糙度和观测角度变化。水、植被、裸土和建筑材料的发射率并不完全相同。

相同辐亮度可以由较高温度配合较低发射率产生，也可以由较低温度配合较高发射率产生，这构成温度与发射率分离问题。若使用固定发射率假设，误差会随地表类型变化。

地表热辐射向上传播时会被水汽等成分吸收，大气自身也向传感器方向发射辐射。传感器还可能接收到大气向下辐射经地表反射后的部分。因此顶层大气热辐亮度不是单一地表项。

大气校正需要温湿廓线或模型参数。云会严重干扰热红外地表观测，薄云有时不易识别，却足以使温度估计偏低。质量标识和云筛选是热产品分析的必要部分。

亮温是把观测辐亮度按黑体关系转换得到的等效温度。它尚未完全处理地表发射率和大气影响。地表温度产品则进一步应用算法与辅助数据估计实际表面温度，两者不能混用。

地表温度也不同于离地一定高度的气温。城市热环境研究中，屋顶、道路和植被冠层的表面温度会随日照迅速变化，与气象站测得的空气温度具有相关但不同的物理含义。

卫星过境只提供特定时刻的观测，日间和夜间热过程差异明显。像元内多种材料和阴影会形成混合辐射，空间分辨率较粗时，小型热点可能被平均。跨日期比较还要考虑季节、土壤湿度和观测时间。

热遥感结果应连同传感器波段、定标版本、发射率来源、大气处理和质量筛选一起报告。它能够揭示表面能量状态，但不是脱离条件的直接温度计读数。