版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
?大气科学根底?课件§3地面和大气辐射〔1〕地面和大气的长波辐射地面辐射,由地面发射的指向大气的电磁波辐射。它大局部被大气吸收,只有小局部直达宇宙空间。大气辐射,大气发射的长波辐射,它一局部向下到达地面,一局部被周围大气吸收,只有小局部到达宇宙空间。式中,δ和δ′分别地面和大气的相对辐射率,又称为比辐射率。因为地球外表和大气不是严格的黑体,因此要乘上δ和δ′这两个系数。Stefan-BoltzmannLaw二氧化碳有两个吸收带,中心分别位于4.3微米和14.7微米。第一个吸收带位于温度为200~300K的绝对黑体放射能量曲线的末端,它的作用不大,第二个吸收带从~17.1微米,比较重要;臭氧在9—10微米之间有一狭窄的吸收带;大气在整个长波段,除8~12μm一段处之外,其余的透射率近于零即吸收率近于1。8~12μm吸收率最小,透明度最大,称为“大气之窗〞。这个波段的辐射,正好位于地面辐射能力最强处,所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向空间。大气中长波辐射过程的特点与短波辐射相比,长波辐射的差异在于:不是平行辐射,是漫射辐射;大气中长波辐射的过程不仅要考虑吸收过程而且要考虑大气本身对长波辐射的发射过程;散射过程可以忽略不计。因为空气分子的尺度远比长波波长小。〔3〕大气逆辐射和地面有效辐射
大气逆辐射和大气保温效应大气逆辐射,大气辐射指向地面局部。大气一方面吸收大局部的地面长波辐射;另一方面又以逆辐射的形式使局部能量返回地面,从而减少了地球辐射能损耗。椐估计,如果没有大气,地球外表的平均温度为255K,而实际地表平均温度为288K。大气的这种效应称为大气的保温效应。地面的有效辐射地面有效辐射,地面发射的辐射与与地面吸收的大气逆辐射之差。影响地面有效辐射的因子
地-气间的温度差:通常,地面温度高于大气,地面有效辐射为正,地面失去热量;如果近地层有很强的逆温出现,地面有效辐射为负,地面得到热量;湿度:地面有效辐射在湿热天气情况下比干冷天气小;
云:有云地面有效辐射小,无云地面有效辐射大;
地表性质:有植被,地面有效辐射小;无植被,地面有效辐射大。〔4〕射出长波辐射射出长波辐射射出长波辐射,地面直接射向宇宙空间的长波辐射与大气和云层向外发射的长波辐射的和;射出长波辐射,亦称为外逸长波辐射,英文为OutgoingLongwaveRadiation〔简称OLR〕,是地气系统进入宇宙空间的热辐射。因为OLR与〔地球外表或者云顶的〕温度有关,所以OLR在大气科学研究中有着其特殊的用途。Regionscoloredinredandpurpledefineregionsofhighamountofinfraredradiationleavingtheearth,andgreenandbluecolorsdenotelowIRvalues.FromtheStefan-Boltzmannequation,wecanalsosaythattheradiatingregionscoloredredandpurplearewarmerthanthosecoloredgreenandblue.Asexpected,thetropicalandsubtropicalregionshavethehighestoutgoingradiation(andtemperature)andpolarregionshavelowestvalues.TheleftFducedbytheEarthRadiationBudgetExperiment(ERBE)programoftheNationalOceanicandAtmosphericAdministration(NOAA)(Harrisonetal,1988),showsamapofoutgoinglongwaveradiation,inWm-2,forthemonthofApril1985underclear-skyconditions.ThisFig.isalsofromHarrisonetal,1988,depictsthediurnalrange,
thatistheday-to-nightchanges,inamountofradiatedenergyinWm-2undercloud-freeskiesforApril1985.NotethattherangeofvaluesismuchlowerthanforthepreviousphotographRegionshavingthelargestdiurnalvariationaregenerallydesertsinthesubtropicalzones.Havingfewcloudsandlowhumidity(i.e.,verylittlewatervaporforgreenhousegasabsorption)intheoverlyingatmosphere,theseregionsradiatetoouterspacedirectlyfromtheirsurfaces,whichrangeintemperaturefromover600C(333K)duringthedaytonear100C(283K)atnight.Notethatmostoceanregionshaveverylowchangesinoutgoingradiation(and,therefore,temperature)fromdaytonight.Nowifweconsidertheeffectofclouds,wegetaquitedifferentpicture.Figureshowsoutgoingradiation,includingeffectsofclouds,averagedovertheentiremonthofApril1985.Comparingthiswiththeclear-skyphotographshownabove,youseethatthetropicalareashaveamuchloweroutgoinglongwaveradiation.InfactsomeareasoverIndonesia,SouthAmerica,andAfricaontheEquatorhavetemperaturescomparablewithpolarregions.Howcanthisbe?Areviewofthetemperaturestructureoftheatmosphereandyourobservationsofcloudpatternsfromsatellitephotographsfromthethirdunitwillhelpanswerthisquestion.Verystrongsurfaceheatinginthetropicalregionsgivesstrongconvectionthatcreatesverydeepcloudlayers,thetopsofwhichareveryhighandthereforeverycold.Thisshowstheeffectofcloudsinreducingthediurnalvariation.Note,forinstance,thataroundthemarginsoftheSaharaDesertinNorthernAfricatheareaofhighdiurnalrangeshrinkswhencloudsarepresent.Cloudstendtokeepdaytimetemperatureslowerandnighttimetemperatureshigher,therebyreducingthediurnalrangeintwoways.Thisfig.showsacompositeoftheoutgoinglongwaveradiationfor10Januarys(Bessetal,1989).Anotablefeatureofthisplotisthat,whiletheSouthAmericanandAfricanminimainoutgoinglongwaveradiationareconfinedtothecontinentalborders,thelongitudinallyextendedminimuminoutgoinglongwaveradiationoverIndonesiaismuchlargerandspansalargeareaofocean.ThisparticularregionofenhancedamountofdeepcloudinesswillbediscussedwhenwediscusstheSouthernOscillationandElNinoeffects.Thisfig.isforacompositeof10Julysshowageneralnorthwardseasonalshift,reflectingsummerintheNorthernHemisphereandwinterintheSouthernHemisphere,andmarkedreductionoftheSouthAmericanandAfricancloudinesspatterns.TheIndonesianpatternhasshiftednorthwardandwestwardtoencompasstheIndianMonsoonphenomenon.TheSouthAmericanpatternalsohasevolvedintowhatisknownasth
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2026年基础教育科学探究实验箱行业创新分析报告
- 2026年先进材料研发报告
- 循证康复实践中的康复-启示创新
- 影像组学在肿瘤个体化治疗中的技术培训与推广
- 初中数学移动学习互动数据分析与数学思维训练策略探究教学研究课题报告
- 康复评估的循证康复循证实践指南
- 康复医院成本效益智能评估
- 2026年智慧物流行业报告
- 2026年高端制造机器人技术报告及产业升级创新分析报告
- 2025年绿色能源光伏发电市场报告
- 上海市住宅物业管理规定实施细则
- 外墙真石漆招标文件
- 加油站公共安全风险评估报告
- 中小学计算机教室学生上机登记表
- 某钢厂热风炉炉体及框架结构安装施工方案
- 国家义务教育监测八年级模拟试题(音乐)
- GB/T 8685-2008纺织品维护标签规范符号法
- GB/T 5269-2008传动与输送用双节距精密滚子链、附件和链轮
- GB/T 20145-2006灯和灯系统的光生物安全性
- GB/T 17389-2013潜油电泵电缆系统的应用
- 《第8课 画一幅简单的画课件》小学信息技术甘教课标版四年级下册课件39027
评论
0/150
提交评论