大气物理辐射课后习题

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1、习题1、由A阳常数So2=1367W/m2,请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表而的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。①辐射出射度(P66)：辐射通量密度(W/n?)任意距离处太阳的总辐射通量不变：F二$丫；(1.496乂101%)2><1367必严(6.96x10%)，=6.316x107伽严②也=4疋代=4x3.1415926x(6.96xl08m)2x6.316xl07^-2=3.84x10"“③“2瓦3」415926x(6.37xl06w)2xl367^m~2O3.8445x10"“=4.5

2、3x10''°答案：①6.3x107W/m2；②3.7x1026W；®4.5xlO-10,约占20亿分之一。2、设大气上界太阳直接辐射(通量密度)在近日点时(^=1.47xl08km)为$,在远日点时(〃2=L52xlO*km)为S2,求其相对变化值丄匸仝是多大。答案：6.5%&同1(1):4龙〃；S]=4兀dgS?S

3、S

4、=1一血47rd；A1.472=1r1.522«1-0.9353=0.06473、有一圆形云体，直径为2km,云体中心正在某地上空lkm处。如果能把云底表面视为TC的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上

5、的辐照度。174W/n?云体：余弦弦辐射体+立体角根据：厶cos『4JoLcosOsin3d0d（p乂由绝对黑体有Ft二刃4二兀L所以此云在该地表面上的辐照度为14=-X5.6696X10-8x（7+273）=174伽严4、设太阳表而为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离do=1.50xl08km时，求大气上界处波长后10pm的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。答案：0.286WnT%mT,31.2Wm_2pm~lPlancklaw（5.2.6）+习题11）2九（10“加,5800«）=各耳（10

6、“加,5800«）2）£朮Q5（ec2⑷-1）（6.96X10%）2（1.496xlOS）[]o如训exp3.7427x10*0“加切一彳'14388如K、,10^x5800^,-1（6.96x10%）_,=-xl3293.2786^-2xzm_1（1.496x10"加）〜=0.2877伽厂厂化（10〃加,300K）GeW_l）3.7427x10*炉〃加切一2]4388“加K10“加><300«丿=31.18妙”如-（IO///??）5exp-15、如果太阳常数增加4%,太阳表面冇效温度升高多少度，地球表面有效温度升高多少度（行星反射

7、率为0.3）。答案：58K,2.6K“06、求夏至日在赤道与极点（^=90°N）大气上界水平面上太阳辐射口总量的比值。答案：0.737、若不考虑日地距离变化，假定d=d（）,求出纬度厂0。、40。、90。处，在春分、夏至、秋分、冬至时大气上界水平面上太阳辐射口总量的值（2）。说明这三个纬度上2年变化的不同特点。纬度春分夏至秋分冬至0=0。3.76x1073.45X1073.76X1073.45X1070=40。2.88X1074.33X1072.88X1071.3X1070=90。（）4.71X10700Qd=—dJS°(©sin^?

8、sin6+cos^>cos5coso)^)7186400兀x1367x(©sin°sin/+coscos5cos©)cosco()=-tan6tan0,co(}inrad春分*0；夏至5=23027'；秋分40；冬至8=-23O27'8、设有一气层，可只考虑其吸收作用，有一平行辐射，波长为入射入气层前的辐射通量密度为IOWiJ屮『，经气层中吸收物质的含量u=lg/cm2的吸收后，辐射通量密度为5W

9、im」。求该气层的吸收率及质量吸收系数（❻）。答案：0.7cn?/g50/（加J”加）-£0一100/（加$加厂°E严E綿严汎•U=In0

10、.5gcm-=0.693cm2g_1/=l—/=l-e叫"=0.5仇以=——In0.5u=——In0.5gcm~—0.693c加2g»9、波长2=0.6屮n的平行光束，垂直入射10m厚的人工云层，射入前及透过云层后的辐照度分别为：Fo=lOO(mWcm'2)及F=28.642(mWcn^)。设云中水滴数密度N(个/cn?)及云滴半径r=10

11、im各处均一。只考虑Mie的一次散射。求①云层的容积散射系数0；②云中水滴数密度N；③若光束与云层法线成60。角入射，则射出云层后的辐照度F=?o答案：①1.25X10'3cm'1；②200个

12、/cn?；③8.2(mWcm-2)1)=0.125〃厂2)—込匹业“0472A0.6pm:7ir-=N%N=-^17ir0.125c=198.9cm~32龙(10xl0~%2)亠3)F_FQ/U—Joc—

13、QQ^-O-1