[理学]气象学7.ppt

上次课重要内容： 1.辐射的基本概念 2.辐射定律 普朗克、维恩位移、斯蒂芬-波尔兹曼、基尔霍夫 3.大气上界接受太阳辐射 垂直于太阳光线的单位时间、单位面积上 日地平均距离处： 获得的太阳辐射能量I0 =1.37×103wm-2—太阳常数 日地距离为r：获得的太阳辐射能量 本次课主要内容： 1.太阳高度角、白昼长度对大气上界接受太阳辐射影响 2.太阳辐射在大气中的减弱 3.到达地表的太阳辐射 2．太阳高度角 ω时角：通过太阳与地轴构成的平面同当地子午面的夹角 子午面：一般指通过地面一点包含地球南北极的平面。 规定： 地方时12时ω =0， 上午ω ＜0， 下午ω ＞0。 地球大气任一单位面积（不总是垂直于光线）每分钟接收到的太阳辐射能： （2-15） 每单位时间落到大气上界任意地点的单位水平面上的太阳辐射能量为 （2-16） （2-17） 3．白昼长度 白昼长度指从日出到日没的时间间隔。 以-ω0为日出的时角，以ω0为日没的时角 （2-18） 某地点在一天内，lm2水平面上天文辐射的总能量 ： （2-19） P37（2-21） QS随纬度和季节的变化 （图2-9、2-10） 三．太阳辐射在大气中的减弱 1. 大气吸收 见P39图2-10的左半边 (4)λ在0.93-2.85μ的红外辐射主要由对流层中的水汽吸收（o3、co2）# 经过大气吸收后，入射辐射通量密度E入与吸收前的入射辐射通量密度E入∞满足关系式： （2-22） （2-23） 为光学厚度 2. 大气的散射 散射体：空气分子、尘粒、云滴 根据散射的特点，可分为两种类型： ⑴瑞利散射 α0.1（r＜＜λ） 瑞利证明：散射光的强度与 α4成正比， α=2πr/λ 即λ4成反比。 ⑵米散射 0.1＜α 50(r≈λ)的空气分子，则散射强度与波长无关称之。 当大气中云滴、冰晶较大时，各种波长的波都能被散射，天空呈白色。 但水滴、云滴对微波的散射满足瑞利散射 α=2πr/λ 一定波长（微波），r越大，α越大，散射越强，雷达回波越强。 3．云层和尘埃的反射作用 云层对太阳辐射的减弱作用显著： 大小与云状和云的厚度有关： 平均为50%-60% 高云为25%， 中云50%， 低云65%。 稀薄的云层10-20%， 厚的云层可达90%。 四．到达地表的太阳辐射 如将入射的太阳辐射作为100份： 到达地面的只有51 32.5为直达辐射 其余为空气质点散射辐射。 大气吸收16 云吸收3 地面反射4 见P50图2-25