大氣科學導論第二講-資料下載頁
2024-10-09 15:56本頁面
【正文】 衛(wèi)星資料還可以進一步研究云的微物理特性，包括相態(tài)，粒子大小和濃度，最好還能提供粒子的形狀，但現(xiàn)在還沒有辦法。 44 海水的反射率非常低 ? 地面對太陽輻射的反射只占 4%，但它實際上對決定 30%這個數(shù)值影響是很大的。地氣系統(tǒng)的反射率只有 30%很大程度上是由海水的低反射率造成的。 清潔海洋的反射率小于 5%， 而且海洋占了地球表面的 70%，因此，即使 冰雪或云的反射率可大到 90%， 整個地球大氣系統(tǒng)的反射率還只有 30%。 45 地球 — 大氣系統(tǒng)的反射率 ? 被地球和大氣系統(tǒng)反射的比例稱為地氣系統(tǒng)反射率 ?，它是一個非常重要的參數(shù)。因為它是決定地氣系統(tǒng)到底接受了多少能量。目前測量結果是全球平均值是 ? =30%。 ? 地氣系統(tǒng)的反射是由三個過程組成的：空氣分子和氣溶膠的散射；云的反射；地面的反射。 46 不同物體的反射率比較 47 地球 — 大氣系統(tǒng)的輻射平衡 48 外界強迫導致輻射收支不平衡 ? 如果收支不平衡，事情會怎樣呢？ ? 就地球大氣系統(tǒng)整體而言，如果大氣上界進入的能量增加了，地球大氣系統(tǒng)要增溫，反之要降溫。 ? 近來，很多討論集中于人類活動對氣候的影響。也即討論由于人類活動引起某種因子有變化，例如 CO2的濃度增加了，或氣溶膠的濃度增加了，它會對全球氣候產(chǎn)生什么影響。這時，常常引用輻射強迫這個名詞。 49 溫室氣體增加 ? 討論輻射強迫時先要確定一個參考時間，常用工業(yè)革命之前（ 1750年），假定這時候人類活動對自然界的影響不大，大氣能量收支處于平衡狀態(tài)。而現(xiàn)在 CO2增加了，它增加了對地面發(fā)射的長波輻射的吸收，從而減少了大氣頂部向外輻射的長波輻射，因此使地面要增溫。這是一個正的輻射強迫。 ? 氣候模式計算表明，由于 CO2濃度倍增，即比工業(yè)革命之前的濃度增加一倍（ 280 – 560ppm），大氣頂出射的長波輻射要減少 4w/m2，即輻射強迫為正的 4w/m2。從1750 – 2022年， CO2變化從 280 – 365ppm，輻射強迫約 。 ? 現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，許多溫室氣體的增加（ CO2, H2O, CH4, N2O等）都有正的輻射強迫。 50 水汽對輻射的正反饋和負反饋 ? 水汽是一種溫室氣體，它的增加導致溫度升高，溫度升高導致大氣中含有更多的水汽，大氣的溫室效應更強，這是水汽對輻射的正反饋作用。 ? 當大氣中的水汽增多時，云量增加，云的增加對入射的太陽輻射產(chǎn)生反射，使地球大氣系統(tǒng)收入的能量減少，這導致負的輻射強迫。 51 氣溶膠的直接和間接輻射強迫 ? 氣溶膠的增加引起的輻射強迫就比較復雜，它有直接的輻射強迫和間接的輻射強迫。 ? 氣溶膠的直接的輻射強迫：指氣溶膠濃度增加后，它對太陽輻射的散射和吸收會增加，但散射作用會使地球大氣系統(tǒng)反射太陽輻射增加，是一種負的輻射強迫；而吸收則使入射的太陽輻射增加，是一種正的輻射強迫。因此單就氣溶膠的直接的輻射強迫而言，它到底是增溫還是降溫，還要看氣溶膠的特性。 總體而言，氣溶膠增加導致太陽向地球的短波輻射減少和地面溫度降低。 ? 氣溶膠的間接的輻射強迫：氣溶膠還是一種云凝結核。氣溶膠的增加有可能使云量增加，降水減少。這就使云對太陽入射輻射的反射增加，因此是一種種負的輻射強迫。 52 大氣成分的變化造成地氣系統(tǒng)輻射收支的改變 53 作業(yè)： 1. 太陽表面的溫度為 6000K，計算太陽表面的輻射通量（ ），從上一章的講義中找出水星、金星、地球和火星距太陽的距離，計算在沒有溫室效應的情況下，這些星球表面的溫度。查出這些星球表面的實際溫度，給出溫室效應造成的溫度變化。 2. 計算地球近日點和遠日點地面溫度的差別（不考慮大氣的溫室效應）。 3. 大氣溫室效應和玻璃溫室效應的相同點和不同點分別是什么？ 4. 什么是瑞利散射、米散射和幾何散射？ 5. 簡述水汽對地面溫度的正反饋和負反饋機制。 54 思考題： 根據(jù) Planck公式討論在波長趨于無窮大和窮接近于 0時 的形式分別是什么？ （提示：它們應分別是 前者為 RayleighJeans輻射定律；后者為 Wien輻射定律） 當?shù)剌S的傾角是 60176。 而不是 176。 時，地球接受太陽的總輻射能量會發(fā)生變化嗎？赤道仍是地球上最熱的地方嗎？ )(TB??????? ??????kThchcBk T cB???????e x p2:02:524
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