海南大学农业气象学第二章 辐射

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1、§1.有关辐射的基本知识§2.太阳与地球§3.太阳辐射§4.长波辐射§5.辐射与农业生产§1.有关辐射的基本知识一、什么叫辐射二、电磁波谱三、辐射能与辐射强度四、辐射的吸收、反射和透射五、有关辐射的基本定律什么叫辐射辐射：物体以电磁波形式传递能量的一种方式。（1）自然界中任何物体都在不停地向外发送电磁辐射；（2）电磁辐射传播不需要任何介质；（3）电磁波可以用波长（λ）和频率（ν）表示，波速（V）为一常数，真空中为3×108m/s，用C表示，即：λ×ν＝C电磁波谱可见光红外紫外辐射能与辐射强度（1）辐射是以光子形式存在的，每一光子的能量为：e＝hν＝hC/λ

2、式中h为普朗克常数：6.63*10-34J.s每个光子的能量很小，实际应用中常用摩尔光量子为单位，1摩尔光子称作1爱因斯坦（Ei）请分别计算1μEi波长为0.5微米和频率为2450MHz的光量子的能量（2）表示辐射强弱的物理量称作辐射强度。按照辐射方向的不同，可以有不同的称呼：辐出度：从物体表面向外发送的辐射，单位面积上单位时间内发送的辐射能称辐出度。辐照度：某表面单位时间内单位面积上接受周围物体向其发送的辐射能。辐射通量密度：单位时间内穿过空间单位面积的辐射能。辐射强度与光照度的区别：二者是不同的概念，光照度特指可见光的，为单位面积上光通量，简称照度，单

3、位为lux(lx)。二者没有换算关系，一般大气上界的光照度约14万lx，而晴天中午，地面照度约为6～8万lx。辐射强度和照度都不是理想的表示作物需光的物理量，因为作物不同的生理活动需要不同波段的“光”，且同波段内“光”的有效性也有差异。辐射强度更强调能量，光照度主要强调可见光的亮度。辐射的吸收、反射和透射自然界中任何物体都在不停地向外发送着辐射能，同时，也吸收到达其表面的辐射能，物体对于到达其表面的辐射能一部分吸收，一部分反射，部分可以透过物体即：Q总＝Q吸＋Q反＋Q透等式两边同除Q总，去除量纲，则分别表示吸收率、反射率和透过率。a＋r＋d＝1物体的吸收率

4、、反射率及透射率是物体的固有属性，且其数值随着不同波长的辐射以及其自身表面温度的变化而不同，即它们都是波长和温度的函数：a、r、d＝f（λ、T）玻璃：对于可见光其透射率很大，而对于红外线则基本不透明。雪对可见光反射率很高，可达0.95，而对红外线其吸收率为0.98。黑体：a≡1灰体：a≡c白体：r≡1有关辐射的基本定律Stefan-Boltzman定律表达式：E＝σT4E为黑体的辐射强度，T为其表面温度，σ为Stefan-Boltzman常数。σ＝5.67*10-8w/m2k4请分别计算太阳表面（6000K）和地球表面（约300K）的辐射强度Wein定律W

5、ein定律描述的是物体辐射能量的主要分布波段范围。表达式：λmax＝2897/TT：物体表面温度λmax：最大单色辐射波长分别计算太阳和地球辐射的最大单色辐射波长。§2.太阳与地球一、太阳与太阳系二、地球的公转与自转三、地球的经纬度与时区太阳系家族太阳系家族各行星太阳系各行星数据水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星到太阳的平均距离（106Km）57.9108.2149.6227.9778.314272869.64496.65900自转周期59日-243日(逆转)23小时56分4秒24小时37分23秒9小时50分30秒10小时14分-11小时16小时6

6、日9小时轨道运动平均速度（千米/秒）47.93529.824.113.19.66.85.44.7轴倾角（赤道与轨道交角）<28o3o23o27′23o59′3o05′26o44′82o5′28o48′?赤道与黄道夹角7o3.4o0o1.9o1.3o2.5o0.8o1.8o17.2o轨道偏心率0.2060.0070.0170.0930.0480.0560.0470.0090.25赤道直径（千米）48001210412756678714280012000051800495006,000(?)质量（地球=1）0.0550.81510.108317．.995.21

7、4.617.20.1(?)体积（地球=1）0.060.8810.15131675567570.1(?)密度（水=1）5.45.25.541.30.71.21.7？偏平度000.0030.0090.060.10.060.02？大气（主要成分）无二氧化碳氮，氧二氧化碳氩氢，氦氢，氦氢，氦，甲烷氢，氦甲烷探测不到可见表面平均温度350(S)-33(C)22(S)-23(S)-150(C)-180(C)-210(C)-220-230(?)表面大气压强（毫巴）386349000010006?????表面重力（地球=1）0.370.8810.382.641.151.1

8、71.18？由行星所见太阳平均表观角直径1o22′40″44′45