概念定律大气对辐射的作用.ppt

第30页,共44页，星期六，2024年，5月3、整层大气的吸收特征1）对于波长小于0.29μ的太阳辐射，吸收率接近1；对可见光区，大气吸收很少，只有不强的吸收带；在红外区有许多很强的吸收带2）大气对太阳辐射的吸收带都位于太阳辐射光谱两端能量较小的区域，对能量较大的可见光的吸收是很小的。第31页,共44页，星期六，2024年，5月大气透明窗或大气光谱窗8—12?m大气的吸收很弱5.3.2大气吸收光谱第32页,共44页，星期六，2024年，5月4、大气透明窗：在8-12μm波段，大气的吸收很弱，被称为大气透明窗或大气光谱窗。第33页,共44页，星期六，2024年，5月5.3地球大气对辐射的作用5.3.1大气对辐射吸收的物理过程5.3.2大气吸收光谱5.3.3大气对辐射的散射5.3.4大气消光的数学描述第34页,共44页，星期六，2024年，5月5.3.3大气对辐射的散射1、散射的定义散射是指微粒把入射到其上的辐射重新向各方向辐射出去的一种现象。大气中起散射作用的微粒在10-8cm—100cm范围内，如空气分子、尘埃、云滴、雨滴、雪花、冰雹等。第35页,共44页，星期六，2024年，5月2、散射分类引进无量纲尺度参数，对散射进行划分，式中r为散射微粒的半径，λ为入射辐射的波长。（1）若α0.1，即，则称为分子散射，也称为瑞利散射。例如，空气分子对可见光的散射（2）若0.1α50,即r~λ,则称为米散射（Mie散射）。如云滴、尘埃等对可见光的散射。第36页,共44页，星期六，2024年，5月3、容积散射系数ksc,λ定义1：单位容积散射质粒在整个空间散射的总散射通量与入射辐射通量密度之比。如图所示第37页,共44页，星期六，2024年，5月dAEλdlΦ散ksc,λ5.3.3第38页,共44页，星期六，2024年，5月定义2：辐射经单位长度气柱散射削弱的辐照度占入射辐照度的份数。越大表明散射越强，散射削弱越大4、瑞利散射和米散射的容积散射系数ksc,λksc,λ5.3.4第39页,共44页，星期六，2024年，5月（1）Rayleigh散射LordRayleigh：1842~1919，英国数学家和物理学家当入射辐射为非偏振时，如自然光上式中，N—单位体积空间中所含被研究成分的个数；λ—辐射波长；ksc,λ5.3.12第40页,共44页，星期六，2024年，5月n---介质折射率，是电磁波速在介质中与真空中差异有关的一个光学参数。瑞利散射可用来解释天空颜色：空气分子对紫光（0.4μ）和红光（0.7μ）散射能力之比近似为9.4（2）Mie散射G.Mie（1868~1957）：德国物理学家，在电磁散射理论和分子运动方面，进行了基本研究第41页,共44页，星期六，2024年，5月其中，am、bm与粒子尺度参数α、折射率n有关σsλ与λ的关系非常复杂。ksc,λ5.3.12第42页,共44页，星期六，2024年，5月5.3地球大气对辐射的作用5.3.1大气对辐射吸收的物理过程5.3.2大气吸收光谱5.3.3大气对辐射的散射5.3.4布格-郎伯（Bouguer-Lambert）定律第43页,共44页，星期六，2024年，5月5.3.4布格-郎伯（Bouguer-Lambert）定律消光：散射和吸收作用使辐射在原传播路径上的能量被衰减，这种衰减称为消光。第44页,共44页，星期六，2024年，5月****大气辐射学5.1辐射的基本概念5.2辐射的物理规律5.2.1吸收率、反射率、透射率5.2.2黑体辐射定律5.2.3太阳辐射和地球辐射的差异5.3地球大气对辐射的作用5.4太阳辐射在地球大气中的传5.5长波辐射在大气中的传输5.6地面、大气及地气系统的辐射平衡第2页,共44页，星期六，2024年，5月大气辐射学(5.1-5.3)5.1辐射的基本概念5.2辐射的物理规律5.2.1吸收率、反射率、透射率5.2.2黑体辐射定律5.2.3太阳辐射和地球辐射的差异5.3地球大气对辐射的作用第3