城市热环境问题是城市环境问题中的重要部分,其中最具代表性的就是城市热岛效应。近年来频频出现的极端高温天气严重影响了户外活动区域的环境热舒适,威胁了户外工作人员的安全和健康,同时也增加了营造良好舒适室内环境所需要的建筑能耗。人类活动所引起的下垫面材质大规模变迁是影响城市热环境的重要因素,人造材质的大量应用和自然材质的急剧缩小破坏了城市区域的热平衡。针对当前城市热环境调控措施的局限性,课题组前期创造性的提出通过大气红外窗口区的高透过率将地物发射的红外辐射能量透过到大气外空间,来实现对城市热环境的调控,而在此过程发现在大气红外窗口波段不同地物材质对应的大气透过率不同,且不同于该时刻的大气纯透过率。本文针对大气透过率偏移现象,用实验测试和理论分析相结合的方式探究了大气透过率偏移实质问题,以期望进一步从理论角度揭示大气透过率偏移现象,并为城市热环境调控提供一定的理论基础,本文的主要研究内容主要有以下几个方面:首先,根据所建立的大气透过率偏移计算模型,选取四个季节典型测试日期的晴朗天气,分别对土壤、混凝土、沥青、金属、塑胶、瓦屋顶、植被和水体八种常见城市下垫面材质的户外基本测试数据进行处理,计算了八种材质的大气透过率偏移量,绘制了不同材质对应的大气透过率偏移值分布图,得知不同材质对应的大气透过率偏移随着材质种类和测试季节均发生显著变化。其中,按照材质种类划分,水体材质对应的大气透过率偏移最大,其次是金属、塑胶、沥青、混凝土、植被和土壤材质,瓦屋顶材质对应的大气透过率偏移最小。按照不同测试季节进行划分,则夏季测试时期材质对应的大气率偏移最大,春秋季次之,冬季最小,并且所有材质所有测试时期的大气透过率偏移量均为正值,即材质对应的大气透过率均大于同一时刻下的纯大气透过率。然后,为了进一步明确大气透过率偏移影响因素,根据大气透过率偏移的理论计算模型,本文进一步推导了大气透过率偏移分析公式,并且选取一定时刻的数据进行分析,得出如下结论:（1）单位波长下材质发射能量和对应黑体能量的差值与大气透过率的乘积的分布情况直接影响大气透过率偏移量;（2）常见的地物材质对应大气透过率均为正向偏移,这是由于材质的发射能量分布规律引起的,材质发射率值在高透过率波段分布较高,而在低透过率波段分布较低,从而相对发射率均匀分布的情况,更多的透过能量透过大气,使得大气透过率出现正向偏移。最后,不同材质由于发射能量分布的差异性使得对应大气透过率偏移量不同,基于这一结论,本文创造性的提出了大气透过率极值理论和相应计算模型,借助MATLAB最优化计算模块,分析了不同的发射能量波谱分布对于大气透过率最值变化的影响,并绘制了全年典型测试时期八种材质的大气透过能量和大气透过率最值分布图。研究结果表明:（1）材质对应的大气透过率最值相对原值的变化受到材质红外发射能量和黑体发射能量的影响,两者成正相关,若单位波段下红外发射能量和黑体能量的差值越小,则大气透过率相对原值的变化率越小,反之变化率越大。（2）相同时刻下,材质的大气透过率最大值变化率显著大于其最小值变化率的绝对值,即大气透过率最大值变化率相对原值的变化程度显著大于最小值的情况。（3）材质对应的大气透过率最值会受测试季节和材质种类的影响,按材质种类划分,瓦屋顶材质大气透过率最值相对原值的变化率最大,其次是塑胶、土壤、植被、混凝土及沥青,金属和水体材质变化率最小,包括最大值和最小值,最小值情况采用变化率绝对值进行比较。按测试季节进行划分,最小值情况下夏季变化率最大,春秋季次之,冬季最小。而在最大值情况下,材质对应的大气透过率最大值变化率随季节波动很小。