大气物理第四章地面和大气中的辐射过程解决方案.ppt

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文档介绍

第四章 地面和大气中的辐射过程 §1 辐射的基本概念 §2 辐射的物理规律 §3 大气对辐射的吸收和散射 §4 太阳辐射在地球大气中的传输 §5 地球—大气系统的长波辐射 §6 地面、大气及地气系统的辐射平衡 §1 辐射的基本概念 一、电磁辐射 二、辐射场物理量 一、电磁辐射 什么是电磁辐射?它如何进行传输? 一、电磁辐射 一、电磁辐射 1、辐射与辐射能 辐射能是能量的一种形式,指物质以电磁波的形式放射的能量,而这种能量传播方式称为辐射。 描述电磁波参量: 波速 c=3×108m/s 波长 频率 波数 一、电磁辐射 2、电磁波谱 波长范围:10-16m—103m λ: 宇宙射线< γ射线<X射线<紫外线<可见光<红外线(<微波)<无线电波 太阳、地球和大气辐射的波长范围:0.1—120μm,即紫外、可见光和红外波段, 一、电磁辐射 3、大气科学研究对象:太阳短波辐射、地球和大气长波辐射 二、辐射场物理量 1、辐射通量Φ:单位时间内通过某一平面的辐射能,也称为辐射功率,单位为J/S或W。 (1-1) 2、辐射通量密度E:单位面积的辐射通量,或是单位面积单位时间内通过的辐射能,单位为W·m-2 (1-2) 4、分光辐出度Fλ:又称单色辐射通量密度, 指物体温度为 T 时,单位时间内从单位表面发出的波长在dλ附近单位波长间隔内的电磁波能量,它表示热辐射能量按波长的分布,单位为W·m-2·μm-1。 积分辐出度 F :对物体所发射的所有波长范围内的分光辐出度积分。 5、辐亮度L :也称辐射率,它指的是单位立体角、垂直于辐射传输方向单位面积,单位波长间隔内所通过的辐射功率,单位为 W·m-2· sr-1·μm-1。 5、辐亮度L 各向同性:L与观测方向(θ,φ)无关(L与方向有关—各向异性。) 均匀辐射:L与观测位置(x, y, z)无关(L是观测位置的函数—非均匀辐射。) 定常辐射

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