北航大气辐射导论第04讲 大气中的热辐射传输
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写出电磁波波长、波数和频率之间的关系。
1v=-=4 (入是波长."是波数.帝是频率) c A写出立体角的定义。
立体角定义为锥体所拦截的球面积"与半径r 的平方之比,表示为G=£ = sm&d&d0(极坐标中&为天顶角,0为方位角),单位为球面度(sr )or对于各向同性辐射,已知辐射强度为I,写出其通量密度・ 大气的消光作用主要包括哪些?散射和吸收两种作用从介质中传播的光束内移除能量,光束被衰减,我们称这种 衰减为消光。
什么是消光截面?与粒子的儿何面积类似,用来表示粒子从初始光束中所移除的能崑人小。
简述消光截面、质量消光截面、消光系数之间的关系• 消光系数二消光截面X 粒子数密度 消光系数二质量消光截面X 密度简述消光截面.吸收截面和散射截面之间的关系.散射截血是描述微观粒子散射概率的一种物理量,衣示单位时间内粒子被散射到单位立体角内的概率。
消光截面=吸收截面+散射截面(加‘)。
什么是散射尺度参数?散射的分类?粒子人小对散射的作用可以用一个称为尺度参数的物理项来推求。
对于球形粒子我 而言,它的尺度参数定义为粒子周长与入射波长久之比,即X=— OA散射的分类:若%«1,则散射称为瑞利散射,当xni,则散射称为洛伦茨一米散 射。
什么是独立散射?当人气分子和微粒的间距分开得足够宽,以致每个粒子散射光的情况严格等同于其 他粒子不存在时的情况时的散射,称为独立散射。
什么是单散射和多次散射? 只发生一次的散射叫做单散射。
多于一次的散射称为多次散射。
简述黑体的物理意义?黑体是指能够完全吸收的物质结构。
写出普朗克公式的三种形式•频率域: R 「八2尿BQ)-加c 2(e^-l)波长域: 诃=址e 一 1)波数域:R(T 、 2hcV BQ)-心 內一1写出斯蒂芬•玻尔兹曼定律・光谱辐射强度随温度不同,各条曲线互不相交,温度越高,所仃波长的光谱辐射出 射度也越大.每条曲线下的而积代表给定温度的总辐射强度。
大气环境中可见光与红外辐射的传输特性大气环境中的可见光和红外辐射对我们的日常生活和科学研究有着重要影响。
它们的传输特性在很大程度上决定了我们所看到的世界和我们对地球气候变化的认识。
在本文中,我们将探讨大气中可见光和红外辐射的传输特性,以及这些特性对人类和地球的影响。
大气中的可见光传输是人眼所能感知的电磁辐射的一部分。
可见光的传输特性主要受到大气中的散射和吸收影响。
散射是指光线遇到大气中的分子和大气微粒时改变方向的现象。
大气中的气溶胶、水蒸气和悬浮微粒会对可见光进行散射。
这就解释了为什么在雾霾天气中,我们看不清楚远处的景物,因为大气中的微粒使得光线散射,导致景物变得模糊不清。
而吸收是指光线被大气中的分子吸收,其中特定波长的光线被特定的分子吸收。
例如,大气中的氧气和臭氧吸收紫外线;水蒸气吸收红外线。
这种吸收现象在夜晚的天空中尤为明显,因为大气中的水蒸气会吸收太阳光的红外辐射,形成黑色的天空。
另外,近年来,随着大气中的温室气体浓度增加,温室效应引发了全球变暖的问题。
温室气体主要包括二氧化碳和甲烷,它们对地球表面的红外辐射起到了吸收和反射的作用,导致了地球的气温上升。
与可见光相比,大气中对红外辐射的影响更加复杂。
红外辐射主要是地球表面向大气传播的热辐射。
地球表面的对流和辐射过程会导致热量向大气中传输,这部分热量就以红外辐射的形式发出。
然而,红外辐射在大气中的传输过程中面临着散射、吸收和透射这三个主要的影响因素。
大气中的气溶胶和气体会散射红外辐射,影响到红外传输的能量和方向;同样,大气中的水蒸气、二氧化碳等温室气体会吸收红外辐射,改变辐射能量的大小和方向;而透射是指红外辐射通过大气透过到空间中,这取决于大气中温室气体的浓度。
红外辐射的传输特性对于地球气候的研究和太阳能的利用都具有重要意义。
在气候研究中,科学家通过观测和模拟大气中的红外辐射传输,了解地球表面与大气之间热量的分配和变化规律,这有助于预测和解释气候变化现象。