1、第六章第六章地面和大气中的辐射过程地面和大气中的辐射过程大气辐射学主要研究大气中辐射传输的基本规律和物理过程,以及地球大气系统的辐射能量收支问题。地球大气系统的能量来源主要是太阳辐射能,它从根本上决定了地球、大气热状态,从而制约大气运动和其它大气过程的能量,是产生各种大气物理、大气化学过程和天气现象的根本原因,也是气候形成的重要因子。太阳是一个巨大灼热的气体球,它不断地进行着氢核聚变,因而以巨大的能量向外辐射。一年中整个地球可以从 太阳 获得 5.6710 24J的辐射能量。虽然地球大气也接收其他天体发送的粒子流,但从能量角度来讲微不足道。而来自宇宙中其它星体的辐射能仅是来自太阳辐射能的 亿分
2、之一 。从地球内部传递到地面上的能量也仅是来自太阳辐射能的 万分之一 。 地球围绕太阳运行,太阳辐射是地球最重要的能源。地球作为飘浮在宇宙空间的一个物体, 它只能通过 辐射 过程才能与周围环境交换能量,并最终达到某种平衡。由此可见, 太阳辐射 是地球最重要的能源。本章研究太阳、地球、大气中的辐射能交换,以及辐射能量在大气中传输的规律。6.1 辐辐 射射 概概 述述任何物体 ,只要温度大于绝对零度 (-273oC),都以电磁波的方式向四周放射能量,同时也接 受来自周围的电磁波。这是物质的本性决定的,是由物质本身的电子、质子、分子运动产生的。这种传播能量的方式称为 辐射 。通过辐射传播的能量称为
3、辐射能 ,简称为辐射。辐射是能量传播方式之一,也是太阳能量能传输到地球的唯一途径。 6.1.1 电磁辐射一、描述电磁波的物理量电磁波可以用 频率 f、 波长 、 波数 、和 波 速 c来描述。单位: fHz ; m,nm ; cm -1; cm/s各物理量的关系是:二、电磁波谱不同波长和频率的电磁波有不同的物理特性,可以用波长和频率来区别电磁辐射,并给以不同的名称,称之为 电磁波谱 。波长由小到大分别为 宇宙射线 、 射线 、 射线 、紫外线 、 可见光 、 红外线 、 微波 、 无线电波。太阳、地面、大气辐射的波长范围基本上在 0.1120m , 即紫外波段、可见光、红外波段。其中, 太阳 短波辐射 0.14m ,地面和大气 辐射长波 3120m ,是大气科学研究的重要波段。