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地面和大气中的辐射过程
地球大气系统的能量来源主要是
太阳辐射能,它从根本上决定了地球、大气
的热状态,从而制约大气运动和其它大气
过程的能量,是产生各种大气物理、大气化学
过程和天气现象的根本原因,也是气候形成的
重要因子。
一年中整个地球可以从太阳获得
×1024J的辐射能量。
虽然地球大气也接收其他天体发送的粒子流,
但从能量角度来讲微不足道。
来自宇宙中其它星体的辐射能仅是来自太阳辐射能
的亿分之一。从地球内部传递到地面上的能量也仅是
来自太阳辐射能的万分之一
地球作为飘浮在宇宙空间的一个物体, 它只能
通过辐射过程才能与周围环境交换能量,并最终
达到某种平衡。
。
由此可见,太阳辐射是地球最重要的能源。
本章研究太阳、地球、大气中的辐射能交
换,以及辐射能量在大气中传输的规律。
辐射的基本知识
任何物体,只要温度大于绝对零度(-273oC),
都以电磁波的方式向四周放射能量,同时也接
受来自周围的电磁波。
这是物质的本性决定的,是由物质本身的电子、质子、
分子运动产生的。
这种传播能量的方式称为辐射。
通过辐射传播的能量称为辐射能,
简称为辐射。
辐射是能量传播方式之一,也是太阳能量能传输
到地球的唯一途径。
电磁辐射
一、描述电磁波的物理量
电磁波可以用频率f、波长λ、波数γ、
和波速c来描述。
单位:f→Hz;λ→μm,nm;γ→cm-1;c→m/s
各物理量的关系是:
二、电磁波谱
不同波长和频率的电磁波有不同的物理特性,
可以用波长和频率来区别电磁辐射,并给以不同
的名称,称之为电磁波谱。
波长由小到大分别为宇宙射线、γ射线、χ射线、
紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。
。
可见光集中了太阳辐射的主要能量,不但对地
球大气辐射收支有着重要的影响,而且不同的波
长的辐射还供给人眼不同的色彩感觉。