气象学辐射PPT学习教案

1、会计学1气象学辐射气象学辐射(fsh)第一页，共67页。第1页/共67页第二页，共67页。l lc=l l波长和频率的关系第2页/共67页第三页，共67页。电磁波谱:把电磁波按波长大小(dxio)顺序排列，称为电磁波谱。第3页/共67页第四页，共67页。 辐射的粒子学说认为，电磁辐射由许多具有一定质量、能量和动量的微粒子组成，这些微粒称为粒子（量子）。粒子（量子）的概念：微观世界的某些物理量不能连续变化(binhu)而只能以某一最小单位的整数倍发生变化(binhu)，这些最小单位就称为该量的粒子（量子）。如电子。 这些粒子或量子每一个所具有的能量为： eh，或 e = h C / h 6.62

2、610-34Js， h为普朗克常数 。 植物光合作用的研究常利用辐射的粒子性。第4页/共67页第五页，共67页。第5页/共67页第六页，共67页。第6页/共67页第七页，共67页。第7页/共67页第八页，共67页。第8页/共67页第九页，共67页。三、辐射(fsh)的基本定律定律：在一定温度下，物体对某一波长的辐射能力(nngl)(e,T) 与物体对该波长的吸收率(a,T)的比值是一常数，即:TTTEae,lll第9页/共67页第十页，共67页。第10页/共67页第十一页，共67页。意义：物体(wt)温度愈高，其放射能力愈强。定律：黑体的放射能力（定律：黑体的放射能力（ET）与它本身绝对温度）

3、与它本身绝对温度(juduwnd)（T） 的四次方成正比。即：的四次方成正比。即： ET T 4 式中式中5.6710-8Wm-2K-4为斯蒂芬为斯蒂芬波尔兹曼常数。波尔兹曼常数。2.斯蒂芬波尔兹曼定律 第11页/共67页第十二页，共67页。图图2.42.4不同温度下黑体不同温度下黑体(hit)(hit)辐射强度与温辐射强度与温度的关系度的关系第12页/共67页第十三页，共67页。第13页/共67页第十四页，共67页。 近日(jn r)距：1月3日，1.47 108km 远日距：7月4日，1.52108km1.地球的公转运动： 公转轨道为一椭圆,公转一周的时间为一年。2.地球的自转运动:绕地轴

4、(dzhu)旋转，自转一周为一天。3.地轴(dzhu)与地球公转轨道面的交角为66.5,且地球在公 转过程中，地轴(dzhu)方向保持不变. 第14页/共67页第十五页，共67页。第15页/共67页第十六页，共67页。第16页/共67页第十七页，共67页。第17页/共67页第十八页，共67页。2022-5-91.定义定义(dngy):太阳平行光线与地表水平面之间的夹角。太阳平行光线与地表水平面之间的夹角。 (0h90) 水平面上得到的太阳水平面上得到的太阳辐射能随着辐射能随着h的增加的增加而增加。而增加。图图2.6 2.6 太阳高度角和太阳辐射强度太阳高度角和太阳辐射强度第18页/共67页第十

5、九页，共67页。 式中：式中：为观测点纬度为观测点纬度(wid)(wid)，为赤纬，为赤纬，是时角。是时角。 含义：太阳直射点的地理纬度. 范围-23.5 +23.5。第19页/共67页第二十页，共67页。第20页/共67页第二十一页，共67页。第21页/共67页第二十二页，共67页。-23.5夏至日夏至日h=90294023.5=8350 冬至日冬至日h=902940 -23.5=3650 注意：当计算所得注意：当计算所得h为钝角为钝角(dnjio)时，取其补角为太阳高度角。时，取其补角为太阳高度角。第22页/共67页第二十三页，共67页。表2.1 太阳(tiyng)高度角随纬度和季节的变化

6、纬度纬度(N(N) )春分日春分日夏至日夏至日秋分日秋分日冬至日冬至日90900 0232327270 023232727666630302323272746465454232327270 050504040636327274040161633334040505073732323505026263333232327276666333390906666333343430606202070708686333370704646333310108080767633338080565633330 0909060603333909066663333第23页/共67页第二十四页，共67页。1.1.定义：太阳

7、平行光线在水平定义：太阳平行光线在水平(shupng)(shupng)地面上地面上 的投影和当地子午线之间的夹角。的投影和当地子午线之间的夹角。2.2.计算公式：计算公式：coscoshsinsinsinhcosA第24页/共67页第二十五页，共67页。第25页/共67页第二十六页，共67页。第26页/共67页第二十七页，共67页。夏季昼长随纬度(wid)升高而加长，冬季昼长随纬度(wid)升高而缩短，春、秋分则不随纬度(wid)升高而变。 4.实照时数和日照(rzho)百分率 第27页/共67页第二十八页，共67页。第28页/共67页第二十九页，共67页。1.吸收作用吸收作用特点：选择性吸收

8、第29页/共67页第三十页，共67页。第30页/共67页第三十一页，共67页。 第31页/共67页第三十二页，共67页。第32页/共67页第三十三页，共67页。2022-5-934第33页/共67页第三十四页，共67页。2022-5-935第34页/共67页第三十五页，共67页。第35页/共67页第三十六页，共67页。u 参与(cny)反射作用的物质：大气中较大的尘粒和云滴、云层。u 云的反射(fnsh)作用 第36页/共67页第三十七页，共67页。1.大气(dq)（质）量(m) m随h的变化大气量m随太阳高度的增高而减小，当太阳高度低时，m值的增大特别迅速。第37页/共67页第三十八页，共6

9、7页。hmcscsinh1第38页/共67页第三十九页，共67页。011SSSSPmm 第39页/共67页第四十页，共67页。布格尔-兰勃特(Bouguer-Lambert)定律(dngl)（贝尔减弱定律(dngl)） 第40页/共67页第四十一页，共67页。 Sb 。1.1.水平地面上的太阳直接辐水平地面上的太阳直接辐射（射（ S Sb b ）的大小）的大小第41页/共67页第四十二页，共67页。 如图示，平面ABCD为垂直太阳光线的平面，ABCD为其在水平地面上的投影(tuyng)。由此图我们可以推出：第42页/共67页第四十三页，共67页。第43页/共67页第四十四页，共67页。0102

10、030405060708090太阳高度角的日变化太阳高度角的日变化时间时间太太阳阳高高度度角角太阳高度角太阳高度角第44页/共67页第四十五页，共67页。1.1.概念概念(ginin)(ginin) 北京直接辐射的年变化北京直接辐射的年变化第45页/共67页第四十六页，共67页。2.影响(yngxing)因子 主要受太阳高度角（h）、大气透明系数(P )和大气量(m)影响(yngxing)，此外，纬度、海拔、云量、下垫面反射率有直接和间接的影响(yngxing)。 3.3.散射辐射的日年变化散射辐射的日年变化第46页/共67页第四十七页，共67页。1.1.概念概念(ginin)(ginin)

11、2.影响(yngxing)因子第47页/共67页第四十八页，共67页。 纬度(wid)：纬度(wid)愈高，太阳总辐射愈低。 海拔：海拔愈高，地面接收(jishu)的太阳总辐射愈多。 云第48页/共67页第四十九页，共67页。u 太阳辐射的日总量：太阳辐射的日总量： 一日中，到达地面单位一日中，到达地面单位(dnwi)面积上的太阳辐射的累积值，称为太阳辐射的面积上的太阳辐射的累积值，称为太阳辐射的日总量。日总量。u u 太阳辐射年总量：一年中，到达地面单位太阳辐射年总量：一年中，到达地面单位(dnwi)面积上的太阳辐射累积值，称为太阳辐射年总量。面积上的太阳辐射累积值，称为太阳辐射年总量。u太

12、阳辐射总量不仅取决于太阳高度角、大气透明系数太阳辐射总量不仅取决于太阳高度角、大气透明系数，还和日照时数有关。，还和日照时数有关。 3.太阳辐射太阳辐射(ti yn f sh)总量总量第49页/共67页第五十页，共67页。第50页/共67页第五十一页，共67页。 地面反射(fnsh)的太阳总辐射与投射到地面的太阳总辐射之比。 第51页/共67页第五十二页，共67页。第52页/共67页第五十三页，共67页。 水面(shu min)的反射率一般比陆面小，但在太阳高度角小于10时，往往大于陆地。第53页/共67页第五十四页，共67页。 3.080 m ，最大放射能力对应的波长约为10.0 m 。二、

13、大气辐射第54页/共67页第五十五页，共67页。 第55页/共67页第五十六页，共67页。 地面温度(d min wn d) 、空气温度、空气湿度、云况、风力、海拔、地面状况和植被等。 夜间的大小，第56页/共67页第五十七页，共67页。 在单位(dnwi)时间内，单位(dnwi)面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面净辐射(B)。也称地面辐射差额。晴天：晴天：ntbLrSSB)1)(ntbLrSSB)1)(第57页/共67页第五十八页，共67页。 第58页/共67页第五十九页，共67页。 第59页/共67页第六十页，共67页。第60页/共67页第六十一页，共67页。 第61页/共67页第六十二页，共67页。第62页/共67页第六十三页，共67页。第63页/共67页第六十四页，共67页。北半球生长季节里，南方光照时间短于北方，故南方多为短日照植物，而北方多为长日照植物。长日照植物：光照时间大于某一时