文档介绍：第二章大气的热能和温度
第一节太阳辐射
大气的热能和温度是天气变化的一个基本因素,也是气候系统状态及演变的主要控制因子。
观测表明,大气的冷暖变化,在空间上分布很不均衡,在时间上有周期性和非周期性变化。这些变化是如何发生的?能量来自哪里?
地球上能量的基本来源是太阳辐射。
×1024J的辐射能量
太阳辐射
(一)什么是辐射
一、辐射的基本知识
二、太阳辐射
(二)吸收、反射和透射
(三)辐射差额
(四)辐射的基本定律
(一)太阳辐射光谱和太阳常数
(二)太阳辐射在大气中的衰减
(三)到达地面的太阳辐射
(四)地面对太阳辐射的反射
一、辐射的基本知识
(一)辐射与辐射能
在物体中,带电粒子在原子或分子内部的振动可以产生电磁波。由于带电粒子作热运动时具有加速度,而且有不同的频率,因而发出各种不同波长的电磁波。
自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量。
辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量。
由辐射传播的能量称为辐射能,也简称辐射。
一、辐射的基本知识
(一)辐射与辐射能
2、特点:辐射透过空间并不需要媒介物质,真空中也可以进行能量的传输(不像声音在120公里高空的稀薄大气中就不能传播了)有许多辐射使我们感觉不到的,我们四周的物体都向外辐射能量,火炉向四周传送的热量就是辐射的形式。
其速度为V=C;
太阳辐射就是以光速从太阳向四周发射的。
1、定义:自然界中的一切物体,只要温度高于-273℃(0K)都可以以电磁波的形势时可不停的向外传送能量,这种传送能量的方式及其所传送的能量都叫辐射。
一、辐射的基本知识
(一)辐射与辐射能
3、波长:电磁波长范围有很大的差异,如宇宙射线的波长为10-10 微米,而无线电波长可达几公里根据波长可将电磁波分为γ射线、χ射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
气象学研究的是太阳、地球、大气的热辐射,~120微米。
电磁波谱
名称
波长范围
紫外线
100埃~
可见光
~
红
外
线
近红外
~
中红外
~
远红外
~15微米
超远红外
15微米~1000微米
微
波
毫米波
1~10毫米
厘米波
1~10厘米
分米波
10厘米~1米
色彩名称
波长范围
紫
~
蓝
~
青
~
绿
~
黄
~
橙
~
红
~
不同电磁波的具体波长范围
可见光波长范围
两个概念(一般性了解):
辐射通量密度(E)
单位时间内通过单位面积的辐射能量
入射辐射通量密度
放射辐射通量密度:辐射能力/放射能力
辐射强度(I)
点辐射源在单位立体角内所放射的辐射通量
通过垂直于选定方向上的单位面积的辐射能
E 与 I 关系密切