《大气辐射学》课件.pptVIP

*******************《大气辐射学》大气辐射学是研究地球大气与太阳辐射之间相互作用的学科。大气辐射学主要研究大气对太阳辐射的吸收、散射和发射，以及大气辐射对地表温度和气候的影响。什么是大气辐射学？辐射能量研究地球大气层中辐射能量的传输、吸收、散射和发射过程。地球气候深入了解地球气候变化，并探讨大气辐射与全球变暖之间的关系。天气模式利用大气辐射学原理解释天气现象，包括云层形成、降雨和温度变化。大气辐射的概念大气辐射是指地球大气层中各种气体、气溶胶和云层对电磁辐射的吸收、发射和散射过程。大气辐射是地球能量平衡的重要组成部分，它直接影响着地球的气候、天气和生态系统。大气辐射的强度和方向受多种因素影响，包括太阳辐射、地表辐射、大气成分、云层覆盖等。太阳辐射的特征太阳辐射的波长范围太阳辐射涵盖了从紫外线到红外线的各种波长，其中可见光占主导地位。太阳辐射的能量分布太阳辐射的能量分布并非均匀，在可见光区域能量最强。太阳辐射的周期变化太阳辐射强度会随着太阳活动的变化而波动，例如太阳黑子的活动周期。到达地球表面的太阳辐射到达地球表面的太阳辐射受到大气层吸收和散射的影响，强度会减弱。地表辐射的特点地表辐射类型地表辐射主要包括长波辐射和短波辐射。长波辐射是指地表自身辐射的能量，其波长主要集中在红外波段。短波辐射是指地表反射的太阳辐射，其波长主要集中在可见光和近红外波段。地表辐射强度地表辐射强度取决于地表的温度、湿度、表面性质等因素。温度越高，辐射强度越大。湿度越高，辐射强度越低。不同地表类型，如森林、草地、沙漠等，其辐射强度也不同。大气对辐射的吸收和散射1吸收大气中的气体和微粒吸收太阳辐射2散射大气中的气体和微粒散射太阳辐射3影响影响到达地面的太阳辐射强度和分布大气对不同波长的辐射吸收和散射能力不同吸收和散射对地球的温度和气候有重要影响温室效应大气层地球大气层就像一个巨大的“温室”，它能吸收并留住太阳辐射的热量，使地球表面温度保持在一个适宜生命生存的范围内。温室气体二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体可以吸收红外辐射，从而使地球表面温度升高。全球变暖温室效应增强会导致全球气候变暖，进而引发一系列环境问题，如海平面上升、冰川融化、极端天气事件增多等。温室气体的种类及作用二氧化碳最主要的温室气体，占温室气体总量的80%左右，来自化石燃料燃烧、森林砍伐等。甲烷主要来自农业、天然气泄漏、垃圾填埋等，对温室效应的影响比二氧化碳更大。氧化亚氮主要来自农业活动、工业生产和化石燃料燃烧，对温室效应的影响远高于二氧化碳。臭氧主要来自汽车尾气、工业排放等，是重要的温室气体。臭氧层及其重要性臭氧层位于平流层，是地球生命的保护伞，能够吸收大部分来自太阳的紫外线辐射。紫外线辐射会造成皮肤癌、白内障、免疫系统下降等危害，臭氧层的破坏会对人类健康、生态环境产生严重影响。臭氧层的破坏过程1人类活动的影响人类排放的氟氯烃（CFCs）等物质，在平流层中被紫外线分解，释放出氯原子。2氯原子破坏臭氧氯原子与臭氧发生反应，消耗臭氧分子，生成氯氧化物，并释放氧原子。3臭氧层变薄氯氧化物进一步与氧原子反应，再次释放出氯原子，形成循环反应，持续消耗臭氧，导致臭氧层变薄。臭氧层保护措施国际合作《蒙特利尔议定书》是全球环境保护的成功典范，它促使世界各国共同努力，逐步淘汰破坏臭氧层的物质。技术创新开发和应用环保替代品，例如氢氟烃（HFCs），替代氯氟烃（CFCs）等，减少对臭氧层的破坏。公众意识提高公众对臭氧层保护的认识，鼓励人们减少使用破坏臭氧层的物质，并支持环保产品。大气中的辐射平衡大气辐射平衡是指地球系统中，进入和离开地球的辐射能量保持平衡状态。平衡状态受到各种因素的影响，包括太阳辐射强度、云量、地表反照率等。进入地球的能量离开地球的能量太阳辐射地球表面发射的长波辐射大气吸收的太阳辐射大气发射的长波辐射大气能量平衡方程大气能量平衡方程是一个重要的公式，它描述了地球大气系统中能量输入和输出之间的关系。这对于理解地球的气候和天气模式至关重要。该方程考虑了太阳辐射、地球辐射、大气吸收和大气发射等因素。能量输入能量输出该方程表明，当能量输入等于能量输出时，地球大气系统处于平衡状态。然而，随着气候变化，能量输入和输出之间的平衡可能会发生变化，导致全球温度的变化。大气热量传输大气热量传输是指地球大气系统中的热量传递过程。1辐射传输太阳辐射、地球辐射2对流传输热空气上升、冷空气下降3传导传输热量通过物质接触传递辐射传输主要通过电磁波传递热量，对流传输是空气