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53辐射过程参数化辐射的基本物理概念
2010-12-15
5.3 辐射过程参数化
1. 辐射的基本物理概念
2. 辐射传输方程
3. 长波辐射参数化方案
4. 短波辐射参数化方案
5. 各模式辐射方案概览
辐射的基本物理概念
原子的电子能级跃迁对应着吸收和放射高能量
太阳短波辐射
分子的化学键振动对应着吸收和放射低能量的
地球长波辐射
Planck函数： 3
cv c1 c
B = 1 B = v=
λ
v c v 5 c2
exp 2 T − 1 λ exp k λT − 1 λ
B
Wien位移定律：
2897.8 µm⋅K
λ =
max
T
∞
Stefan-Boltzmann定律： B = σT4
∫ v
0
1
2010-12-15
太阳(SW)和地球(LW)辐射的发射谱
为 线
作 界
m 分
u W
4
S
以 /
常 W
L
大气分子对辐射的消光：吸收和散射
Absorption
k: absorption coefficient 大气对长波主要是吸收！
Rayleigh Scattering
ω0: single-scatter albedo (0~1)
g: asymmetry parameter (-1~+1) 大气对短波的R散射作用明显！
P(Θ): Scattering phase function M散射对气溶胶而言较明显
2
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