地面和大气中的辐射过程.ppt

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1、第五章地面和大气中的辐射过程5.1辐射的基本概念5.2辐射的物理规律5.3地球大气与辐射的相互作用5.4太阳辐射在地球大气中的传输5.5地球－大气系统的长波辐射5.6地面、大气及地气系统的辐射平衡5.1辐射的基本概念5.1.1电磁辐射5.1.2描述辐射场的物理量任何物体，只要温度大于绝对零度，都以电磁波形式向四周放射能量，同时也接收来自周围的电磁波。这是物质的本性决定的，是有物质本身的电子、原子、分子运动产生的。一般把这种电磁波能量本身称为辐射能（或简称为辐射）。而把这种能量传播方式称为辐射。辐射能和辐射EnergyTransfer能量传输Conduction传导Convection对

2、流Radiation辐射EnergyTransferConduction（传导）Transferofenergybymolecularmotion由分子运动传输能量HotColdEnergyTransferConvection（对流）Transferofenergythroughthemovementofmass靠物质运动传输能量EnergyTransferConvection对流MeteorologyTerminology气象学术语Convection（对流）Advection（平流）Convection对流MeteorologyTerminology气象学术语Convection对

3、流transferofenergythroughtheverticalmovementofmass通过物质垂直运动传输能量HotColdConvection对流MeteorologyTerminology气象学术语Advection平流transferofenergythroughthehorizontalmovementofmass通过物质的水平运动传输能量HotColdEnergyTransfer能量传输Conduction传导Convection对流Radiation辐射EnergyTransferRadiationTransferofenergybyelectromagneti

4、cwave电磁波辐射传输能量EnergyTransferRadiationTransverseWave横波Particlemotionisperpendiculartothedirectionofwavevelocity质点运动与波速方向垂直SpeedofWaveParticleMotionEnergyTransferRadiation辐射Requiresnotransportmedium不需要传输介质ElectromagneticWavesWavesthatarepropagatedbysimultaneousperiodicvariationsofelectronicandmagn

5、eticfieldintensity靠电场和磁场密度的同步周期变化传播波ElectricFieldMagneticFieldElectromagneticWavesSpeedofLight(c)光速3x108m/s(inavacuum)CElectromagneticWavesWavelength()波长Distancebetweentwosuccessivecrestsofawave两个相邻波峰之间的距离ElectromagneticWavesFrequency(f)频率Numberofcyclesthatthewaveisrepeatedoveratimeperiod一段时间内

6、波的重复循环次数12ElectromagneticWavesFrequency(f)频率MeasuredinCycles/Second循环数/秒Hertz赫兹12ElectromagneticWavesRelationshipBetween光速/波长/频率之间的关系SpeedofLight(c)Wavelength()Frequency(f)C12μm(10-6m)nm(10-9m)ElectromagneticWavesc=fHighFrequencyShortWavelength频率高/波长短LowFrequencyLongWavelength频率低/波长长各种颜色光对应

7、的波长5.1.2描述辐射场的物理量1.辐射通量(radiantflux)2.辐亮度(radiance)3.辐射通量密度(radiantfluxdensity)4.辐射源指单位时间内通过某一平面（或虚拟平面）的辐射能，也称为辐射功率。也可指单位时间内某个表面发射或接收的辐射能。1.辐射通量(radiantflux)UnitsenergyperunittimeJoules/secWattsRadiantFlux辐射通量Sun’sradiantflu