大氣科學(xué)基礎(chǔ)第二章-免費(fèi)閱讀
【正文】 7 地氣系統(tǒng)能量平衡（ 2） 若將入射到大氣層頂?shù)奶?yáng)輻射歸一化為 100個(gè)單位，其中被大氣吸收的太陽(yáng)輻射有 19個(gè)單位（水汽、臭氧、塵埃吸收為 16，云吸收為 3），被地表吸收的有 51個(gè)單位，被反射的太陽(yáng)輻射有 30個(gè)單位（空氣分子散射為 6，云反射為 20，地面反射為 4），太陽(yáng)輻射達(dá)到平衡； 被地表吸收的 51個(gè)單位太陽(yáng)短波輻射中， 21個(gè)單位以長(zhǎng)波（即紅外）輻射的形式進(jìn)入大氣（ 15個(gè)被大氣中的水汽和二氧化碳吸收， 6個(gè)直接透過(guò)大氣進(jìn)入太空）， 7個(gè)以感熱的形式進(jìn)入大氣， 23個(gè)以潛熱的形式進(jìn)入大氣； 大氣科學(xué)概論 167。 1 輻射概述 167。 地面能量平衡 地表凈能量通量 =地表凈短波輻射通量 凈長(zhǎng)波輻射通量 地表感熱通量 地表潛熱通量 流進(jìn)土壤深層的熱量 ???????地表溫度下降地表溫度上升地表凈能量通量00167。 氣溫日變化 167。 3 太陽(yáng)輻射及其在大氣中的衰減 167。 大氣逆輻射的作用： 其值的大小，決定了地表得到熱能補(bǔ)償?shù)亩嗌?，因此其?duì)地面有 保溫作用 。 漫射輻射 平行輻射 167。 最大放射能量所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為 1015μ m。 1 輻射概述 167。 大氣科學(xué)概論 167。 散射變化： 一天中中午前后最大，一年中夏季最大。 當(dāng) 90176。 太陽(yáng)天頂角 θ ：太陽(yáng)高度角的余角。 4 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射 ? 包括兩部分：太陽(yáng)直接輻射和天空散射輻射。 大氣對(duì)輻射的散射作用可分為哪幾類？ 大氣科學(xué)概論 第二章 大氣輻射學(xué) 167。 對(duì)太陽(yáng)輻射需考慮 散射 ，對(duì)長(zhǎng)波輻射可忽略。 太陽(yáng)輻射 ：紫外 m幾乎全吸收 ， 可見(jiàn)光吸收不強(qiáng) ，紅外主要是水汽吸收 ， 其次為 CO CH4。 ? 液態(tài)水：吸收帶與氣態(tài)對(duì)應(yīng)，波段向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。 習(xí)題（ 3） 大氣科學(xué)概論 167。 太陽(yáng)輻射及日地關(guān)系 (4) 太陽(yáng)常數(shù) ：當(dāng)?shù)厍蛭挥谌盏仄骄嚯x處，與日光垂直平面上的太陽(yáng)輻照度。 太陽(yáng)輻射及日地關(guān)系 (1) 太陽(yáng)概況 ： ssun eearth 半徑： rs = 105Km， re =， rs ≈109re 質(zhì)量： ms ≈ 105me 體積： Vs ≈ 106Ve 表面溫度： Ts ≈5800K 地球接收太陽(yáng)輻射為 18 1016W， 約為太陽(yáng)總輻射能量的 22億分之一。 5 地氣輻射 167。m2 ， rs = 105Km， d0 = 108Km) 2 * 、一不透明物體的輻射通量密度為 （ b=μm4 ? 它把各種物質(zhì)的吸收、放射與黑體的輻射能力聯(lián)系起來(lái)。 玻爾茲曼定律 167。 4 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射 167。 Fλ λ dλ F： 積分輻出度 ，表示單位時(shí)間通過(guò)單位面積全部波長(zhǎng)的總輻射能。 黑體與灰體 (3) ? 實(shí)驗(yàn)室黑體 : Q0 大氣科學(xué)概論 167。 2～ 4 裸地 7～ 20 水面 hθ=5～ 30176。 黑體與灰體 167。 3 太陽(yáng)輻射及其在大氣中的衰減 167。 4 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射 167。 輻射場(chǎng)物理量 167。 6～ 40 沙地 15～ 25 大氣科學(xué)概論 以上圖表可以說(shuō)明什么？ ? 物體的吸收率、反射率和透射率大小隨著輻射的波長(zhǎng)和物體的性質(zhì)而改變。 黑體與灰體 (3) ? 實(shí)驗(yàn)室黑體 : Q0 RQ0 大氣科學(xué)概論 167。 大氣科學(xué)概論 已知 F可計(jì)算空間某一面積 A上的輻射通量 Φ。 5 地氣輻射 167。 維恩定律 167。使我們有可以通過(guò)研究黑體的輻射來(lái)了解一般物體的輻射。m 2 第二輻射常數(shù) C2= 14388μmK） 顏色溫度 Tc：由光譜測(cè)定物體溫度。m2 ，反射率為 ，試求其溫度為多少攝氏度 ? )( 2200srdss ??? 0s0s大氣科學(xué)概論 167。 6 地面輻射差額和氣溫變化 167。 大氣科學(xué)概論 167。 20 71 3 6 7 ???? mWsAverage Solar Radiation on a Sphere 大氣科學(xué)概論 167。 大氣對(duì)輻射的衰減 大氣對(duì) 太陽(yáng)短波輻射 的削弱：主要是 吸收和散射 作用。 大氣吸收光譜 O2 ? 主要在小于 ?m的 紫外區(qū) ： ? 舒曼 龍格（ SchumannRunge）吸收帶 ? 赫茲堡（ Herzberg）帶 ? 因小于 ?m的太陽(yáng)輻射能量不到 %，而且 O2在 可見(jiàn)光 波段的兩吸收帶較弱 (A帶、 B帶） ，所以對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱不大。 地面輻射 ： 14μ m遠(yuǎn)紅外輻射幾乎全吸收 ， 除 大氣之窗 。 分子散射 ：散射能力與波長(zhǎng)的四次方成反比 ， 即散射具有波長(zhǎng)選擇性 ， 散射能量分布呈 對(duì)稱球形 。 1 輻射概述 167。 167。 A B a、 太陽(yáng)高度角越大，等量的太陽(yáng)輻射散布的面積就越?。▓D a）， 地表單位面積上所獲得的太陽(yáng)輻射能就越大。 h0176。 167。 總輻射 總輻射分布特點(diǎn)： 日總量隨緯度的增大而減小，最大的在 20176。 2 輻射平衡的基本規(guī)律 167。 大氣科學(xué)概論 167。 大氣中長(zhǎng)波輻射的特點(diǎn) 大氣 散射 大氣科學(xué)概論 （ 1） 太陽(yáng)輻射 中的直接輻射是作為定向的 平行輻射 進(jìn)入大
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