《农业气象学》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 辐射交换

第一章 辐射交换(7学时) 内容提要： 1、辐射的有关知识、四季的形成、昼夜的形成和 日照长短的变化； 2、太阳辐射及其穿过大气层的减弱，到达地面的 太阳辐射； 3、地面有效辐射的意义及地面辐射平衡； 本章难点和重点： 应该放在太阳的两大效应上，即：光效应（各 地日照长短的变化及日照长短影响因素)与热效应 (地面有效辐射的意义及地面表面辐射收支情况) 对太阳辐射与农业生产关系做一般了解

第一章 辐射交换（7学时） 本章难点和重点: 应该放在太阳的两大效应上，即：光效应（各 地日照长短的变化及日照长短影响因素）与热效应 （地面有效辐射的意义及地面表面辐射收支情况）， 对太阳辐射与农业生产关系做一般了解。 内容提要： 1、辐射的有关知识、四季的形成、昼夜的形成和 日照长短的变化； 2、太阳辐射及其穿过大气层的减弱，到达地面的 太阳辐射； 3、地面有效辐射的意义及地面辐射平衡；

第一节 辐射的一般知识 一、 辐射的概念、特性和辐射能的度量单位 1、 定义：任何物质只要其绝对温度在零度以上，都 能以电滋波的方式向外发射能量，这种以电滋波传 输能量的过程称之为辐射。 该物体→辐射体， 传输的能量辐射能 2、特性： (1)、波动性： 电磁波谱：把电磁波按波长的次序（波长的长短）排成一 个谱系。 电磁波谱“无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 y射线”等

第一节 辐射的一般知识 2、特性： ⑴、波动性： 电磁波谱：把电磁波按波长的次序（波长的长短）排成一 个谱系。 电磁波谱“无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线”等。 一、辐射的概念、特性和辐射能的度量单位 1、定义：任何物质只要其绝对温度在零度以上，都 能以电磁波的方式向外发射能量，这种以电磁波传 输能量的过程称之为辐射。 该物体→辐射体 传输的能量 → 辐射能

辐射的传播速度 电磁波的速度 都为3×108米/秒 光速 (②)、粒子性：电磁辐射由许多具有一定质量、能 量和动量的微粒（量子或光量子）组成，每个量 子具有的能量与其频率成正比：E=hv。 气象学主要研究的是太阳、地球和大气辐射，它门的 波长范围大约在0.15一120um之间。太阳辐射的主要 波长范围在0.15-4um,地球、大气福射的主要波长 范周在3一120um

气象学主要研究的是太阳、地球和大气辐射，它们的 波长范围大约在0.15-120um之间。太阳辐射的主要 波长范围在0.15-4um，地球、大气辐射的主要波长 范围在3-120um 辐射的传播速度 电磁波的速度 都为3×108 米 / 秒 光速 ⑵、粒子性：电磁辐射由许多具有一定质量、能 量和动量的微粒（量子或光量子）组成，每个量 子具有的能量与其频率成正比：E=h*v

3、 辐射能的度量单位： (1)、辐射能量Q一- 焦耳(J) 一-一以辐射的形式“发射、传播、以及接受的能 量”均称为辐射能量。 (2)、辐射通量φ-焦耳/秒 (瓦特)p=dQ/dt 单位时间内通过任意面积上的辐射能量。 ③)、辐射通量密度E(也称辐照度) -一焦耳/秒*米2 E=d /dA=dQ /dt*dA 单位时间内通过单位面积上的辐射能量。 1卡/厘米分6978瓦/米

⑶、辐射通量密度E（也称辐照度）-焦耳/秒*米2 E=dφ/dA= dQ /dt*dA -单位时间内通过单位面积上的辐射能量。 1卡/厘米2*分=697.8瓦/米2 3、 辐射能的度量单位： ⑴、辐射能量Q-焦耳（J） -以辐射的形式“发射、传播、以及接受的能 量”均称为辐射能量。 ⑵、辐射通量φ-焦耳/秒 （瓦特）φ=dQ /dt -单位时间内通过任意面积上的辐射能量

4、光通量密度(E1) —Lmm2(流明米2)或Lx(流明)， 1Lx=1Lmm2。 单位面积上通过或到达的光通量，称为光通量 密度，简称光照度(1 ight intensity)

4、光通量密度（E1） ——Lm·m -2（流明·米2）或Lx（流明）， 1Lx=1Lm·m -2 。 单位面积上通过或到达的光通量，称为光通量 密度，简称光照度(light intensity)

二、物体对辐射的吸收、 反射和透射 不论何种物体，它向外发射辐射的同时， 必然会接受到周围物体向它投射过来的辐射，但 投射到物体上的辐射并不是全部被吸收，其中一 部分被反射，一部分可能透过物体。 入射辐射 反射 吸收 透射

二、物体对辐射的吸收、反射和透射 不论何种物体，它向外发射辐射的同时， 必然会接受到周围物体向它投射过来的辐射，但 投射到物体上的辐射并不是全部被吸收，其中一 部分被反射，一部分可能透过物体

设投射到物体上的总辐射能为Q,被吸收的 为Qa,被反射的为Qr,透过的为Qt。根据能 量守恒原量： Qa+Qr+Qt=Qo >将上式等号两边除以Qo, +9 =1

Qa+Qr+Qt=Q0 ► 将上式等号两边除以Q0， + + =1 o t o r o a Q Q Q Q Q Q 设投射到物体上的总辐射能为Q0，被吸收的 为Qa，被反射的为Qr，透过的为Qt。根据能 量守恒原量:

吸收的辐射与总辐射之比，称为吸收率(a)； 反射的辐射与总辐射之比，称为反射率(r) 透过的辐射与总辐射之比，称为透射率(t) 则 a+r+t=1 式中a,r,t都是无量纲量，数值在0一l之间， 分别表示物体对辐射吸收、反射和透射的能力

吸收的辐射与总辐射之比，称为吸收率（a）； 反射的辐射与总辐射之比，称为反射率（r）； 透过的辐射与总辐射之比，称为透射率（t）， 则 a+r+t=1 式中a, r, t都是无量纲量，数值在0—1之间， 分别表示物体对辐射吸收、反射和透射的能力

物体的吸收率、反射率和透射率其大小随着 辐射的波长和物体的性质而改变。 改变物体的性质可改变a、r、t; 改变辐射的波长可改变a,r,t。 在农业生产中经常改变地表的性质进而改变地表 的吸收率

物体的吸收率、反射率和透射率其大小随着 辐射的波长和物体的性质而改变。 改变物体的性质可改变a、r、 t； 改变辐射的波长可改变a, r, t。 在农业生产中经常改变地表的性质进而改变地表 的吸收率

三、辐射的有关定律： 1、介绍定律之前引入一个概念 黑体 黑体的特点： (1)能完全地吸收一切入射辐射； (2)对一切波段和一切方向都能最大可能地 辐射； 灰体的特点： 只具备黑体的一个特点或都不具备

黑体的特点： ⑴ 能完全地吸收一切入射辐射； ⑵ 对一切波段和一切方向都能最大可能地 辐射； 三、辐射的有关定律： 1、介绍定律之前引入一个概念-黑体 灰体的特点： 只具备黑体的一个特点或都不具备