《农业气象学》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 辐射

辐射第二章辐射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：气候形成的重要因子之一卫星遥感大气温度、大气成分和云的分布的物理基础

第二章 辐射 辐射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； 气候形成的重要因子之一； 卫星遥感大气温度、大气成分和云的分布的 物理基础

一年中整个地球可以从太阳获得5.44×1024J的辐射能量。地球的其它能量来源与来自太阳的辐射能相比是极小的。比如来自宇宙中其它星体的辐射能仅为来自太阳辐射能的一亿分之一。从地球内部传送到地面的能量也是仅来自太阳辐射能的万分之一

一年中整个地球可以从太阳获得5.44×1024J的辐射 能量。 地球的其它能量来源与来自太阳的辐射能相比是极小的。 比如来自宇宙中其它星体的辐射能仅为来自太阳辐射能的 一亿分之一。从地球内部传送到地面的能量也是仅来自太 阳辐射能的万分之一

第一节辐射基本知识一、辐射与辐射特性1.辐射辐射是以电磁波的形式传递能量的一种方式。自然界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会不停地以电磁波的形式向外传递能量，这种传递能量的方式称为辐射辐射有一个重要的特点，就是它是“对等的”。不论物体(气体)温度高低都向外辐射，甲物体可以向乙物体辐射司时乙也可向甲辐射。这一点不同于传导，传导是单向进行的

第一节 辐射基本知识 一、辐射与辐射特性 1.辐射 辐射是以电磁波的形式传递能量的一种方式。自然界中 的一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会不停地以电 磁波的形式向外传递能量，这种传递能量的方式称为辐射。 辐射有一个重要的特点，就是它是“对等的”。不论物 体(气体)温度高低都向外辐射，甲物体可以向乙物体辐射， 同时乙也可向甲辐射。这一点不同于传导，传导是单向进 行的

2.辐射能以辐射方式传递的能量称为辐射能，简称为辐射。辐射的粒子学说认为，电磁辐射是由许多具有一定质量、能量和动量的微粒组成。这些微粒称为量子或光量子。辐射能被体物吸收时发生热的效应，物体吸收的辐射能不同，所产生的温度也不同。因此，辐射是能量转换为热量的重要方式

2.辐射能 以辐射方式传递的能量称为辐射能，简称为辐射。辐射 的粒子学说认为，电磁辐射是由许多具有一定质量、能量 和动量的微粒组成。这些微粒称为量子或光量子。 辐射能被体物吸收时发生热的效应，物体吸收的辐射能 不同，所产生的温度也不同。因此，辐射是能量转换为热 量的重要方式

3.吸收率、反射率、透射率自然界不论何种物体，在向外放出辐射的同时，必然会接受周围物体向它投射的辐射。但投射到物体上的辐射并不能全部为该物体所吸收，有一部分被它反射，还有一部分可能透过物体。吸收率a（absorprivity）：左边第一项为物体吸收的辐射与投射于其上的辐射之比：反射率物r（reflectivity）：物体反射的辐射与投射于其上的辐射之比，称为反射率（r）；透过率透t(transmissivity)：透过物体的辐射与投射于其上的辐射之比，称为透射率

3.吸收率、反射率、透射率 自然界不论何种物体，在向外放出辐射的同时，必然会接 受周围物体向它投射的辐射。但投射到物体上的辐射并不 能全部为该物体所吸收，有一部分被它反射，还有一部分 可能透过物体。 吸收率a（absorprivity）：左边第一项为物体吸收的辐射 与投射于其上的辐射之比； 反射率物r（reflectivity）：物体反射的辐射与投射于其上 的辐射之比，称为反射率（r）； 透过率透t(transmissivity)：透过物体的辐射与投射于其上 的辐射之比，称为透射率

4.绝对黑体、黑体、灰体如果物体对所有波长的辐射都能全部吸收，即a=1，则称此物体为绝对黑体如果物体对某一波长的辐射能全部吸收，即a入=1，则此物体对该波长的黑体。如果物体的吸收率小于1，且其吸收率不随波长而改变，则此物体称为灰体

4.绝对黑体、黑体、灰体 如果物体对所有波长的辐射都能全部吸收，即a=1，则 称此物体为绝对黑体。 如果物体对某一波长的辐射能全部吸收，即aλ=1，则此 物体对该波长的黑体。 如果物体的吸收率小于1，且其吸收率不随波长而改变， 则此物体称为灰体

二、辐射光谱辐射能是通过电磁波的方式传播的。电磁波的波长范围很广，从波长10-10um宇宙射线到波长几千米的无线电波。肉眼看得见的是红、橙、黄、绿、青、蓝紫等各种颜色组成的光带，其中紫光波长最短，红光波长最长，其它各颜色光的波长则依次介于其间。波长短于紫色光波的有紫外线、X射线、Y射线等：波长大于红色光波的有红外线和无线电波，这些射线虽然肉眼看不见，但可以用仪器测量出来

二、辐射光谱 辐射能是通过电磁波的方式传播的。电磁波的波长范围很 广，从波长10-10μm宇宙射线到波长几千米的 无线电波。 肉眼看得见的是红、橙、黄、绿、青、蓝紫等各种颜色组 成的光带，其中紫光波长最短，红光波长最长，其它各颜 色光的波长则依次介于其间。波长短于紫色光波的有紫外 线、X射线、Υ射线等；波长大于红色光波的有红外线和 无线电波，这些射线虽然肉眼看不见，但可以用仪器测量 出来

三、辐射基本定律1.基尔霍夫（Kirchhoff）定律2.普朗克（Planck）定律3.斯蒂芬一波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律4.维恩（Wein）定律

三、辐射基本定律 1.基尔霍夫（Kirchhoff）定律 2.普朗克（Planck）定律 3.斯蒂芬 ─ 波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律 4.维恩（Wein）定律

第二节?太阳辐射一、太阳辐射光谱和太阳常数1.太阳辐射光谱太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱见图2.4。2.太阳常数（Rsc）在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米的面积上，在1分钟内所接受的太阳辐射能量，就称为太阳常数。它是用来表达太阳辐射能量的一个物理量

第二节 太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 1.太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱， 见图2.4。 2.太阳常数（Rsc） 在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1 平方厘米的面积上，在1分钟内所接受的太阳辐射能量，就称为太 阳常数。它是用来表达太阳辐射能量的一个物理量

二、太阳辐射在大气中的衰减1.大气对太阳辐射的吸收2.大气对太阳辐射的散射3.大气的云层和尘埃对太阳辐射的反射上述三种方式中，反射作用最重要，尤其是云层对太阳辐射的反射最为明显：散射作用次之：吸收作用相对最小

二、太阳辐射在大气中的衰减 1.大气对太阳辐射的吸收 2.大气对太阳辐射的散射 3.大气的云层和尘埃对太阳辐射的反射 上述三种方式中，反射作用最重要，尤其是云层对太阳辐 射的反射最为明显；散射作用次之；吸收作用相对最小