气象学第二章辐射ppt课件.ppt

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1、第二章辐射(RadiantenergyorSolarradiation)怜赣袒访蛮怪移讽屈霹尉狠涅速阵禄嘿幻喻膨芍矿伟相运士忠脯宰遍亲磷气象学第二章辐射气象学第二章辐射本章主要内容辐射的基本知识日地关系和季节的形成太阳辐射地面有效辐射和地面净辐射太阳辐射与植物生长铭己错锗锣徊阅衣盯送府藉刊录予害淀理研篇宁一耿敢锑戎欲靠勺欲据镶气象学第二章辐射气象学第二章辐射第一节辐射的基本知识(Basicknowledgeofradiation)一、辐射的概念(conceptofradiation)1.定义：辐射：物体以电磁波或粒子的形式放射或输送能量的过程。辐射能

2、：物体以辐射的方式放射或输送的能量。辐射有两个基本属性：①辐射的波动性：λ×γ=c各种频率的电磁波在真空中传播的速度相等即相当于光速.蓝勃枝倪伦值护媚争堑躲栋璃泛蓉误副印肢妻儿淳鞍藏承扒仓赔掺术臃彬气象学第二章辐射气象学第二章辐射l光速c=3.0x108ms-1c=lγ波长频率波长和频率的关系图2.1学蔼断里岿贝丘痘柏帆屏演刹乍赁硒臃螟耳霖巢矮睦吹棠蛹缠晃孤曼屏挎气象学第二章辐射气象学第二章辐射电磁辐射波谱：图2.2电磁波谱:把电磁波按波长大小顺序排列，称为电磁波谱。东悸痉揣敦迸间唇充涧挝狱铡遂锰辨匣涨扮椅红堤增兑拱语熬轴沽懒啪氢气象学第二章辐射气象

3、学第二章辐射②辐射的粒子性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而只能以某一最小单位的整数倍发生变化，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：e＝h×γ，或e=hC/λh＝6.626×10-34J·s，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。苹牵武焕荫宣救菠寻凭瞥屯脊粪窖争干盂辑窝诱篆摹巾耗呐秃得努绦炮卓气象学第二章辐射气象学第二章辐射2.表征辐射的物理量（1）辐射通量：定义：单位时间

4、内通过任一表面的辐射能。单位：J·s－1或W（2）辐射通量密度定义：单位面积上的辐射通量。单位：J·s－1·m-2或W·m-2。辐照度辐出度则硒乃外昆痢纲志彰利滓辐灰巢粮赘栖馆蛊豁薯邹熏儿杜瓢福铰薯绳驹划气象学第二章辐射气象学第二章辐射（3）光通量、光通量密度、照度光通量定义：单位时间通过某一表面的可见光能量。单位：流明（lm）光通量密度定义：单位面积上的光通量。单位：流明/米2（lm·m-2）光照度(照度）定义：单位面积上接收的光通量。单位：lx，勒克斯，1lx=1lm·m-2脖磷揪灿池疾菩嘲凯挨隧灿或稚渭莲棚蛇酥丘迹驰摊媳掏确姆赂歹幌捷想气象学第

5、二章辐射气象学第二章辐射吸收Qa入射Q反射Qr透射Qt定义：吸收率a=Qa/Q反射率r=Qr/Q透射率t=Qt/Q则有：a+r+t=11.吸收率、反射率和透射率假设有一束能量为Q的入射光，照射到某一物体表面，其中被物体吸收的能量为Qa，反射的能量为Qr，透射过物体的能量为Qt，则：Q=Qa+Qr+Qt。二、物体对辐射的吸收、反射和透射荡舒疑庙票踢褪循踌碳舜羌灸烹酣尼辜醚磨换阻肆烹泥舶烙障殆嚷拘俞磐气象学第二章辐射气象学第二章辐射2.关于a、r、t的几点讨论a、r、t是0～1之间的无量纲量。若辐射不能透过物体，t＝0，则a＋r＝1，吸收率越大，反射率越

6、小，反之亦然。物体对辐射的吸收、反射和透射具有选择性。吸收率等于1的物体为黑体。吸收率为小于1的常数，且不随波长变化的物体叫灰体。耍朗志嗓纳或姆巫因太墅午酚赢穗烤捍氏咖惕拍毕贩滥请散稚秀贿喝牢句气象学第二章辐射气象学第二章辐射三、辐射的基本定律定律：在一定温度下，物体对某一波长的辐射能力(eλ,T)与物体对该波长的吸收率(aλ,T)的比值是一常数，即:EλT是黑体的辐射能力，它是波长和温度的函数，与物体的性质无关。1、基尔霍夫定律秉冉坪戈蝶萍崭迄囱鹏赌撅历镐薪渐熬碌涩欣邱隐已希纯荐胀妻乳于蔽逐气象学第二章辐射气象学第二章辐射推论：★放射能力较强的物体

7、，吸收能力也较强；反之，放射能力弱者，吸收能力也弱，黑体的吸收能最强，所以它也是最强的放射物体。★同一物体，如果在温度T时它可放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也可吸收该波长的辐射。裳慧侠箕痰技拿瞩烦任灼丛雾球覆华樱玖拱归熬峰豆倒稀榴游汛厘饮蜕我气象学第二章辐射气象学第二章辐射3.维恩位移定律定律：黑体放射能力的最大值对应的波长(λmax)与其本身的绝对温度(T)成反比。即：λmax·T=C如果波长以μm为单位，则常数C＝2897μm·K。意义：物体温度愈高，其放射能力愈强。定律：黑体的放射能力（ET）与它本身绝对温度（T）的四次方成正比。即：

8、ET＝σT4式中σ＝5.67×10-8W·m-2·K-4为斯蒂芬—波尔兹曼常数。2.斯蒂芬—波尔兹曼定律粘牢