大气辐射学课后答案

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1、精品Word格式资料习题1、由太阳常数=1367W/m2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；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/m2）任意距离处太阳的总辐射通量不变：②③答案：①6.3´107W/m2；②3.7´1026W；③4.5´10-10,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（d1=1.47´108km）为S1，在远日点时（d2=1.52´108km）为S2，求其相对变化值是多大。答案：6.5%同1（1）：专业整理精品Word格式资料3、有一圆

2、形云体，直径为2km，云体中心正在某地上空1km处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m2云体：余弦辐射体+立体角根据：又由绝对黑体有所以此云在该地表面上的辐照度为4、设太阳表面为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离d0=1.50×108km时，求大气上界处波长l=10mm的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。答案：0.286Wm-2mm-1，31.2Wm-2mm-1专业整理精品Word格式资料Plancklaw(5.2.6)+习题11）2)5、如果太阳常数增加4%

3、，太阳表面有效温度升高多少度，地球表面有效温度升高多少度（行星反射率为0.3）。答案：58K，2.6K解：设太阳、地球表面有效温度为T日e、T地e，地球半径为r，行星反射率为R（1）因为以日心为中心，以太阳半径R⊙和日地平均距离d0为半径的两个球面上通过的太阳辐射通量应该相等，即对（1）式两边取对数求微分，整理得专业整理精品Word格式资料当比较小时，可以用差分（增量）去近似微分，于是上式可近似为所以（2）当地气系统达到辐射平衡时，有得到与前面类似，对（2）两边取对数微分，再用差分近似微分，则有所以太阳表面有效温度升高57.77度，地球表面有效温度升高2.55

4、度6、求夏至日在赤道与极点（j=90°N）大气上界水平面上太阳辐射日总量的比值。答案：0.73如第7题，夏至日在赤道与极点（j=90°N）大气上界水平面上太阳辐射日总量分别为3.45´107Jm-2d-1、4.71´107Jm-2d-1，二者比值为（3.45´107）/（4.71´107）=0.737、若不考虑日地距离变化，假定d=d0，求出纬度j=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日总量的值（Qd）。说明这三个纬度上Qd年变化的不同特点。答案：Qd（Jm-2d-1）的数值如下：纬度春分夏至秋分冬至φ=0°3.76´10

5、73.45´1073.76´1073.45´107φ=40°2.88´1074.33´1072.88´1071.3´107φ=90°04.71´10700专业整理精品Word格式资料春分δ=0；夏至δ=23O27‘；秋分δ=0；冬至δ=-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l，射入气层前的辐射通量密度为10Wm-2mm-1，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5Wmm-1。求该气层的吸收率及质量吸收系数（kl）。答案：0.7cm2/g或专业整理精品Word格式资料9、波长l=0.6mm的平行光束，垂直入

6、射10m厚的人工云层，射入前及透过云层后的辐照度分别为：F0=100(mWcm-2)及F=28.642(mWcm-2)。设云中水滴数密度N（个/cm3）及云滴半径r=10mm各处均一。只考虑Mie的一次散射。求①云层的容积散射系数bl’=?；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=？。答案：①1.25´10-3cm-1；②200个/cm3；③8.2(mWcm-2)1）2）3）专业整理精品Word格式资料10、对于l=0.32mm的太阳辐射，若只考虑大气的气体分子散射与O3的吸收，当地面气压为1个大气压，O3总含量uO=2m

7、m，，太阳天顶角q=40°时，求整层大气对此波长的透射率。答案：0.25411、地面气压为760mm时，测量在1.5—1.6mm波段内的太阳直接辐射SDl，得到以下数据：天顶角q40°50°60°70°SDl(Wm-2)13.9512.5510.467.67求大气的透明系数PDl，光学厚度tDl及大气上界处SDl,0=？答案：0.68465，0.373，22.31Wm-2即为长法求大气顶太阳辐射通量密度。(5.4.39)(5.4.40)假定不同太阳天顶角时大气性质不变，则透过率为常数。当测得几组观测值后，可用线性回归求出斜率和截距：θ：40506070m=se

8、cθ：1.30371.55251.99