PDF《第二章 大气的热能和温度》

2、减弱的规律――布格公式 2009-4-30

第二章 大气的热能和温度

25 布格公式(Bouguer) p 标准大气柱质量(大气质 量) 地面气压为标准气压 (1013.25 hPa)时,太阳 光线垂直投射到地表,单 位截面积空气柱的内的大 气质量. p 大气质量数 2009-4-30

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26 公式推导

1 0

1 p I I =

2 1

0 2

1 2 p p I p I I = = m m m m p p p I p I I L

2 1

0 1 = = - m m p p p p = L

2 1 m m p I I

0 = L 2009-4-30

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四、到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳总辐射=太阳直接辐射+散射辐射

1、直接辐射 1)定义 2)影响因子 3)时间变化和水平分布 散射辐射 2009-4-30

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28 太阳高度角对直接辐射的影响 p 太阳高度角愈小,等量的太阳辐射散布的面 积就愈大;

p 太阳高度角愈小,太阳辐射穿过的大气层愈 厚. 2009-4-30

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29 直接辐射的时间变化和纬度分布 p 年变化 p 日变化 p 纬度分布 2009-4-30

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四、到达地面的太阳辐射

2、散射辐射 p 散射辐射的强弱也与太阳高度角及大气透明度有关. p 散射辐射的变化主要决定于太阳高度角的变化.

3、总辐射 p 日变化 p 年变化 p 水平分布 2009-4-30

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一、地面、大气辐射及其交换

1、地面和大气辐射 n 地面辐射 宇宙中的任何物质,只要它的温度高于绝对 零度时都能放射能量,地面吸收太阳辐射后转变为热 能后,使地面增温,然后日夜不停的向外放射辐射, 这就是地面辐射. n 大气辐射 大气对太阳辐射的吸收很少,但能强烈的吸 收地面的辐射,大气主要靠吸收地面辐射后升温,它 也日夜不停的向外放出辐射,叫大气辐射. §2.3 地面和大气辐射 2009-4-30

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32 p 根据斯蒂芬-波尔兹曼定律物体温度越高放射辐射 的能力越强,所以太阳辐射的能力远远高于地面和 大气;

也可以通过公式具体计算出大气、地面在一 定温度下的辐射能量. p 根据维恩定律可以计算出大气、地面在自然温度幅 度内的波长范围根据计算地面和大气的辐射波长范 围大概在3~120微米属于红外辐射,其辐射能最大 的波段集中在10微米附近.所以将地面、大气的辐 射称为长波辐射.而将太阳辐射称为短波辐射. 2009-4-30

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33 1)大气对地面辐射的吸收 p 大气对地面长波辐射的吸收能力极强,吸收的主要成分是 水汽、二氧化碳和臭氧. p 大气对地面长波辐射的吸收是有选择性的. p 大气窗口 n 大气中的各种物质对在8~12 ?m 的地面长波辐射吸收最弱, 透明度最大,而对其他波段的地面辐射透射率近于零,即吸 收率近似为1,所以把这个波段叫做大气窗口. n 这个波段的辐射,正好位于地面辐射能力最强处,所以地面 辐射有20%的能量经过这个窗口射向宇宙空间.――遥感

一、地面、大气辐射及其交换

2、地面和大气辐射的交换 2009-4-30

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34 §2.3 地面和大气辐射 2)大气逆辐射和大气的保温效应 p 大气逆辐射 大气辐射中向下的那一部分因为刚好和地面辐射相反,故称大气逆辐射. p 大气的保温效应 n 大气对地面辐射的强烈吸收 n 大气逆辐射 p 地面有效辐射 n 定义 n 表达式 n 意义 n 影响因素 a g E E F d - =