地面和气辐射.ppt

太阳辐射虽然是地球上的主要能源,但因为大气本 身对太阳辐射直接吸收很少,而水、陆、植被等地球表 面(又称下垫面)却能大量吸收太阳辐射,并经转化供给 大气,从这个意义来说,下垫面是大气的直接能源。为 此,在研究大气的热状况时,必须了解地面和大气之间 交换热量的方式及地一气系统的辐射差额。 2015-2-6  一、地面、大气的辐射和地面有效辐射 1.1地面辐射、大气辐射 地面辐射:地面吸收太阳辐射后(45%反射掉)转变为 热能后,使地面增温,然后日夜不停的向外放射辐射, 这就是地面辐射 口宇宙中的任何物质,只要它的温度高于绝对零度时 都能放射能量。 大气辐射:大气对太阳辐射的吸收很少(24%)但能强 烈的吸收地面的辐射,大气主要靠吸收地面辐射后升温, 它也日夜不停的向外放出辐射,叫大气辐射。 2015-2-6  12地面和大气辐射的表示 近似把地面和大气的辐射看成灰体辐射; 根据斯蒂芬-波耳兹曼定律,辐射通量密度: E=se =Sort En=δE=8a7 式中, E2和E分别表示地面和大气的辐射通量密度 E和E1分别表示与地面和大气同温度的黑体辐射通量密度; δ和δ”分别为地面和大气的相对辐射率,又称比辐射率 T和T分别为地面和大气的温度。 2015-2-6  地面、大气辐射为长波辐射 地面平均温度约为300K,对流层的大气平均温度约 250K,故其热辐射中95%以上的能量集中在3~120pm 的波长范围内。其辐射能最大段波长在10~15m范围内, 因此,我们把地面和大气的辐射称为长波辐射。 2015-2-6  FIGURE 2-8 Solar radiation is concentrated in shorter wavelengths, Earth emits longe wavelengths of infrared to the atmosphere and eventually to space 2015-2-6  13地面和大气长波辐射的特点 41.3.1大气对长波辐射的吸收 大气对长波辐射的吸收非常强烈,吸收作用不仅与 吸收物质及其分布有关,而且还与大气温度、压强等有 关。大气中水汽、液态水、二氧化碳和臭氧对长波辐射 的吸收起重要作用,他们对长波辐射具有选择性。(大气 窗口) 大气窗口:8~12um处,位于地面辐射波段最强处, 大气的吸收率最小,透射率最大,这一波段能量透过大 气射向宇宙空间,将这一波段称为大气窗口。 2015-2-6  大气吸收谱与放射谱 lOU t H,O H,OU 波长(m 161820222426 波长 2015-26  大气成分 吸收带 液态水除大气窗口外都能吸收,以6μm附近和 水汽24pm以上波段的吸收能力最强 臭氧 96μm 二氧化碳 4.3m;12.9~17pm 2015-2-6