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大气物理辐射课后习题

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大气物理辐射课后习题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 习题 1、由太阳常数,0S=1367 W/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：



2200200221122872441.4961013676.96106.31610sss

ss

rFdSdSFrmWmmWm

 ②

2

287226443.14159266.96106.316103.8410sssrFmWmW



 ③ 2

622026103.14159266.371013673.8445104.5310esmWmrSW





 答案：①6.3107W/m2；②3.71026W；③4.51010, 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121

S

SS

是多大。

答案：6.5% 同1（1）： 3

221122

122112122

2

2

4414141.4711.5210.93530.0647dSdSSSSSSdd



3、有一圆形云体，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：余弦弦辐射体+立体角 根据： 202/4

00

coscossin2TFLdLddL





又由绝对黑体有4TFTL

所以此云在该地表面上的辐照度为

4

482215.66961072732174TEWm

 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=10m的太阳单色辐照

度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm2m1，31.2 Wm2m1 Planck law(5.2.6)+习题1 1） 





2202021/25028842211528212112110,580010,5800(e1)6.96103.742710143881.4961010exp11058006.961013293.27861.496100.2877ss

sCT

rFmKFmKdrCdmWmmmKmmmKmWmmmWmm













 2) 

21

0/584252110,300(e1)3.7427101438810exp11030031.18CT

CFmKWmmmKmmKWmm









 5、如果太阳常数增加4%

00SS

，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

6、求夏至日在赤道与极点（ = 90°N）大气上界水平面上太阳辐射日总量的比值。 答案：0.73

7、若不考虑日地距离变化，假定d = d0，求出纬度 =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（J m2d1）的数值如下： 纬度 春分 夏至 秋分 冬至 φ = 0° 3.76107 3.45107 3.76107 3.45107

φ =40° 2.88107 4.33107 2.88107 1.3107

φ =90° 0 4.71107

0 0

2

dm000

0000

sinsincoscoscosπ864001367sinsincoscoscosπcostantan,TQdSinrad

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，射入气层前的辐射通量密度为10Wm-2 m-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5W m-1。求该气层的吸收率及质量吸收系数（k）。 答案：0.7 cm2/g 2

20

5/50%10/aWmmEAEWmm

0,0,',,0',,0,0,,0221ee1'ln1ln0.510.693kulkullEEEEEkuEgcmcmg













 或 0,'0,22111e0.51'ln0.51ln0.510.693kuAkugcmcmg





 9、波长 = 0.6m的平行光束，垂直入射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(mW cm-2)及F=28.642(mW cm-2)。设云中水滴数

密度N（个/cm3）及云滴半径r = 10m各处均一。只考虑Mie的一次散射。求 ① 云层的容积散射系数

’=?；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10-3 cm-1；②200个/ cm3；③8.2(mW cm-2)

1） 0,0

,,0,0,0,0,0,,01eln1'ln10128.642ln101000.125lkdll

ll

l

EEEkdlEEkmEmm















2） 232262210104.720.620.125198.9221010scscscscscrmmQrkNkNcmrm



 3） 0,0

sec,,00.1251022e1008.21zkdzlEEemWcm







10、对于 = 0.32m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 = 2mm，，太阳天顶角 = 40°

时，求整层大气对此波长的透射率。 答案：0.254 

,,4.05,,0.0088134.05exp802100.00880.321.3037exp0.160.88841.30370.254OROOOO

kummeemm











11、地面气压为760mm时，测量在1.5—1.6m波段内的太阳直接辐射S，得到以下数据： 天顶角 40° 50° 60° 70° S (Wm-2) 13.95 12.55 10.46 7.67

求大气的透明系数P，光学厚度及大气上界处S,0=？ 答案：0.68465，0.373，22.31 Wm-2

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三度学习题与思考题

三度学习题与思考题

《辐射度、光度与色度及其测量》习题及思考题第一章辐射度量、光辐射度量基础1.通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段？2.简述发光强度、亮度、光出射度、照度等定义及其单位。

3.试述辐射度量与光度量的联系和区别。

4.人眼视觉的分为哪三种响应？明暗和色彩适应各指什么？5.何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度？6.试述人眼的分辨力的定义及其特点。

7.简述人眼对间断光的响应特性，举例利用此特性的应用。

8.人眼及人眼－脑的调制传递函数具有什么特点？9.描述彩色的明度、色调和饱和度是怎样定义的，如何用空间纺锤体进行表示？10.什么是颜色的恒常性、色对比、明度加法定理和色觉缺陷。

11.简述扬-赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的对立颜色学说。

12.朗伯辐射体是怎样定义的？其有哪些主要特性？13.太阳的亮度L＝1.9⨯109 cd/m2，光视效能K＝100，试求太阳表面的温度。

14.已知太阳常数(大气层外的辐射照度)E=1.95 cal/min/cm2，求太阳的表面温度(已知太阳半径R s=6.955⨯105 km，日地平均距离L=1.495⨯109 km)。

15.某一具有良好散射透射特性的球形灯，它的直径是20cm，光通量为2000lm，该球形灯在其中心下方l=2m处A点的水平面上产生的照度E等于40lx，试用下述两种方法确定这球形灯的亮度。

(1)用球形灯的发光强度；(2) 用该灯在A点产生的照度和对A点所张的立体角。

16.假定一个功率(辐射通量)为60W的钨丝充气灯泡在各方向均匀发光，求其发光强度。

17.有一直径d=50mm的标准白板，在与板面法线成45︒角处测得发光强度为0.5cd，试分别计算该板的光出射度M v、亮度L和光通量Φv。

18.一束光通量为620lm，波长为460nm的蓝光射在一个白色屏幕上，问屏幕上在1分钟内接受多少能量？19.一个25W的小灯泡离另一个100W的小灯泡1m，今以陆米－布洛洪光度计置于两者之间，为使光度计内漫射“白板”T的两表明有相等的光照度，问该漫射板T应放在何处？20.氦氖激光器发射出波长632nm的激光束3mW，此光束的光通量为多少？若激光束的发散半角1mrad，放电毛细管的直径为1mm，并且人眼只能观看1cd/cm的亮度，问所戴保护眼镜的透射比应为多少？21.在离发光强度为55cd的某光源2.2m处有一屏幕，假定屏幕的法线通过该光源，试求屏幕上的光照度。

大气物理学题库

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大气物理学题库一、 选择题1. 下列各项中属于大气常定成分的是（ ）。

A 、水汽（H2O ）B 、氧气（O2）C 、氯氟烃(CFCs)D 、臭氧（O3）2. 用绝对温标表示的人体平均温度大约为（ ）。

A 、-236 KB 、0 KC 、100 KD 、310 K#由右图回答3-6题3.图上字母标在对流层的是（ ）； 4.图上字母标在平流层顶的是（ ）； 5.图上字母标在平流层的是（ ）； 6.图上字母标在热层的是（ ）。

7. 有A 、B 两气柱，A 气柱的平均温度比B 气柱的高，假设地面气压都一样，则在同一高度z 处，必有（ ）。

A 、B A p p > B 、B A p p =C 、B A p p <8. 通常长波辐射与短波辐射的分界线为（ ）。

A 、0.1μmB 、1μmC 、4μmD 、10μm9. 如果地球表面没有大气层，则地面温度会比现在（ ）。

A 、暖一些B 、冷一些C 、一样10. 一日的最低温度通常出现在（ ）。

A 、日出前后B 、子夜C 、下午D 、傍晚11. 晴朗的天空为蓝色的原因是（ ）。

A 、波长较短的辐射能比波长较长的更容易被散射B 、波长较长的辐射能比波长较短的更容易被散射C 、不同波长的辐射能散射是一样的D 、除了蓝色以外，其它颜色的光被大气吸收了12. 起始温度相同的一饱和气块和一干气块，均被抬升1公里后温度较高的是（ ）。

A 、饱和气块B 、干气块C 、温度仍相同13.地球大气平流层(Stratosphere)里，含量最大的气体成分是（）。

A、臭氧(O3)B、氧气(O2)C、氮气(N2)D、二氧化碳(CO2)14.在大气中垂直向上，哪一个气象要素是一直减小的？（）A、温度B、水汽C、气压D、风15.造成南极平流层臭氧洞的物质是：（）A、二氧化硫B、甲烷C、一氧化碳D、氟氯碳化物16.某气块等压降温时，下列湿度参量中随之增大的是。

A. 露点温度B. 相对湿度C. 混合比17.有关气块的叙述，正确的是。

大气科学基础王伟明版课后答案模板

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大气科学基础王伟明版课后答案——选择题、填充题、简述题1．通常北半球各个纬度地区盛行风。

答：0°-30°低纬：东北信风；30°-60°中纬：盛行西风（西南风）;60°-90°高纬：极地东风（东北风）2．地球的冷热极。

答：冷极：南极乔治峰，最低气温-90°热极：索马里境内，最高温为63°3．干洁大气中的成份答：干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体，简称干洁空气。

它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。

其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。

（P20）4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。

答：变化：0°~90°最小：最大：正午5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。

答：白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就大；夜间相反。

每天有一个最高值出现在午后，一个最低值出现在清晨，在海洋上，或大陆上的冬季，多属于这种情况。

但是在大陆上的夏季，水汽压有两个最大值，一个出现在9~10时，另一个出现在21~22时。

在9~10时以后，对流发展旺盛，地面蒸发的水汽被上传给上层大气，使下层水汽减少；21~22时以后，对流虽然减弱，但温度已降低，蒸发也就减弱了。

与这个最大值对应的是两个最小值，一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候，另一个发生在午后对流最强的时候。

而相对湿度的大小，不但取决于水汽压，还取决于温度。

气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。

同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。

所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨，一个最小值出现在午后。

6.大冰期一般持续时间。

答：全球已出现过3次大冰期和2次大间冰期。

大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降；大间冰期持续时间约3亿年，气候变暖，冰川退缩，气温和雪线上升，中纬度温度变化幅度高达10℃。

(完整版)大气科学练习题及答案..

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一、地球大气的成分及分布1、现代地球大气的主要成分是（C）A、H2、He和COB、CO2、CH4、NH3和H2OC、N2和O22、已知气压为p（hPa），气温为t（℃）时：试求该干空气的密度ρd（kg/m3）的表达式；试求相同温压条件下，水汽压为e（hPa）的湿空气密度ρ（kg/m3）的表达式。

3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%，其中含有较多水汽的是（C）A、相对湿度为36%的气团B、相对湿度为78%的气团C、条件不足，无法确定4、未饱和湿空气块绝热抬升，下列湿度参量中随之增大的是（B）A、露点温度B、相对湿度C、比湿D、水汽压5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等6、已知湿空气气温为t(℃)，比湿为q(g/kg)，其虚温的表达式为7、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（D）P20A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的B、对流层大气中发生的光化学反应C、雷暴闪电、有机物氧化生成D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。

8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？答：除水汽以外的纯净大气即是干结大气。

主要成分、微量成分、痕量成分9、已知某气块的温度为15℃，气压为1015hPa，混合比为0.01g/g，求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。

10、（B）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分A、惰性气体B、水汽C、臭氧D、气溶胶11、气溶胶粒子也称为大气粒子。

按尺度大小分为三类，不包括以下哪类（A）A、小核（r<0.1）B、大核（0.1<r<1）C、巨核（r>1）D、爱根核（r<0.1）12、臭氧主要分布在（10-50km）高度的平流层大气中，极大值在（20-30km）之间。