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長波輻射儀概念

時間:2017-11-17閱讀:903
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地面吸收太陽輻射后,溫度增,轉(zhuǎn)而將能量向天空作出的輻射。其能量集中在紅外線分,波長則大大長于太陽輻射的波長。又稱地面輻射。

 

概念

地-大氣系統(tǒng)所處的溫度為200~300 K,在這樣的溫度條件下,地面和大氣的輻射能主要集中在4~120μm之間,均為肉眼所不能看見的紅外輻射。因?yàn)楸忍栞椛涞牟ㄩL(0.15~4微米)要長得多,所以氣象學(xué)習(xí)慣上把地面和大氣的輻射稱為長波輻射。

點(diǎn)

與太陽的短波輻射相比,長波輻射在大氣的傳播過程中有以下點(diǎn):

(1)輻射源:地和大氣。

(2)通過大氣的平面射出具有各個方向的漫射輻射。

(3)大氣對長波輻射的散射削弱作用小,可以忽略不計(云和塵埃等大顆粒較多的情況除外)。因而研究長波輻射的時候,往往只考慮吸收作用,而忽略散射。

(4)大氣削弱輻射的同時,也在放射輻射,有時甚至其放射的輻射會出吸收的分,因此將大氣的放射與吸收同時考慮。

長波輻射在大氣中的傳輸是漫射輻射,是在無散射,但是既有吸收又有放射的介質(zhì)中的傳輸。

長波輻射

在地輻射中,由地面向上發(fā)射的長波輻射稱為地面輻射或地面射出輻射,大氣發(fā)射的長波輻射稱為大氣輻射,大氣向下發(fā)射的長波輻射稱為大氣逆輻射。

(1)地面輻射(ground radiation)

地表面在吸收太陽輻射的同時,又將其中的大分能量以輻射的方式傳送給大氣。地表面這種以其本身的熱量日夜不停地向外放射輻射的方式,稱為地面輻射。

地面的輻射能力,主要決定于地面本身的溫度。由于輻射能力隨輻射體溫度的增而增強(qiáng),所以,白天,地面溫度較,地面輻射較強(qiáng);夜間,地面溫度較低,地面輻射較弱。理論和實(shí)踐證明:物體的溫度愈,則輻射波長愈短;物體的溫度愈低,則輻射波長愈長。

(2)大氣輻射(atmospheric radiation)

大氣吸收地面長波輻射的同時,又以輻射的方式向外放射能量,大氣這種向外放射能量的方式,稱為大氣輻射。由于大氣本身的溫度也低,放射的輻射能的波長較長,故也稱為大氣長波輻射。

(3)大氣逆輻射 (atmospheric counter radiation)

大氣輻射的方向既有向上的,也有向下的。大氣輻射中向下的那大氣輻射分,剛好和地面輻射的方向相反,所以稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射是地面獲得熱量的重要來源。

由于大氣逆輻射,地面實(shí)際損失的熱量比地面長波輻射放出的熱量少些,大氣的這種保溫作用稱為大氣的溫室效應(yīng)。這種大氣的保溫作用使近地表的氣溫提了約18℃。

作為對比,月因?yàn)闆]有像地這樣的大氣,因而表面的溫度晝夜變化劇烈,白天表面溫度可達(dá) 127℃,夜間可降至 -183℃。

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