大气物理学：第五章_3节_大气与辐射相互作用规律(3).ppt

第五章 第三节 主要内容 一束单色平行定向入射辐射, 辐照度 ，沿入射方向经 薄层大气 dL , 辐射能变化 ，考虑该层大气在该波段的吸收、散射、放射，则有 f. 大气单色透过率 和吸收率 : 大气单色透过率：某波长透过辐射与入射辐射之比。 g. 大气质量数 m ( 书上92页 ) 4、辐射传输方程 * 气体吸收、发射辐射的规律 大气散射辐射的规律 辐射传输方程 确定由于介质的吸收、发射和散射引起辐射能变化的方程式称为辐射传输方程。 大气吸收光谱 四、辐射传输基本方程 确定由于介质的吸收、发射和散射引起辐射能变化的方程式称为辐射传输方程。 不同波长的辐射在不同介质中、不同的温度下，沿不同方向的传输是不一样的。 研究方法：从一维开始。 dL (absorb, scatter, emmision) 立体图的断面 体积吸收系数: 1、吸收： 质量吸收系数: 光学厚度： 透过率 、吸收率 光学质量： u 大气质量数： m 描述吸收的物理量 与波数或频率有关 a. 体积吸收系数 : :与吸收物质种类、状态、辐射的波长有关 物理意义：单位面积气柱单位长度的吸收物质，吸收原辐射能的分数 对单位面积气柱 （实验结果. 此式表明：对于很短一段气柱,吸收辐射 与入射辐射呈线性关系） (5.3.17)式 与前面讲的体积吸收系数是不是一个概念? 入射辐射能 ，透过长为L 的气 层后，辐射能 为多少? （如图） dA L dL (5.3.21)式 指数削弱律（布格—朗白定律，比尔定律）：辐射经过一气层后，指数衰减。 比尔定律的几种表示式： 另一个概念: 光学厚度 :与吸收物质种类、状态、辐射的波长有关 物理意义：单位面积气柱单位质量吸收物质吸收原辐射能的分数 b. 质量吸收系数: 对单位面积气柱,还可写为 (5.3.20)式 对应地, 有质量散射系数 对应地, 有体积散射系数、质量散射系数, 满足 c. 体积散射系数 单位容积中粒子在整个空间散射的总辐射通量与入射辐射通量密度之比. 单位容积中粒子吸收的总辐射通量与入射辐射通量密度之比. 体积吸收系数 单位容积中粒子吸收的总辐射通量与入射辐射通量密度之比. 体积吸收系数 考虑吸收和散射之后的总削弱 消光系数 总光学厚度 d. 光学厚度（optical depth） ： 物理意义:表示沿辐射传输路径,单位截面积上吸收和散射产生的总削弱. 无量纲量 整层大气垂直光学厚度: 表示入射光与天顶夹角为0度 e. 光学质量（optical mass） u (略看) 辐射传输路径上吸收气体或散射气体的质量。 订正光学质量 大气单色吸收率(只有吸收时) 与固体相比？ 总透过率 习惯上将整层大气在垂直方向上的透过率称为透明系数 日光倾斜入射时与自天顶入射时的光学厚度之比。 若吸收系数不变, 日光倾斜入射时与垂直入射时的光学质量之比。 dA L dL 对均匀混合气体， 时 斜射时： 3、放射 讲地球长波辐射时再讲 *