大气物理辐射课后练习习题.docxVIP

习题 2 1、由太阳常数 S0, =1367 W/m ，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。 2 ①辐射出射度（ P66）：辐射通量密度（ W/m） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： 4 rs2 Fs 4 d02S0 Fs d02 S0 rs2 1.496 1011 m 2 2 1367Wm 6.96 2 108 m 6.316 107Wm 2 ② s4 rs2 Fs 4 3.1415926 6.96 108 m 2 6.316 107Wm 2 3.84 1026W ③ 2 re2 S0 3.1415926 6.37 106 m 1367Wm 2 s 3.8445 1026W 4.53 10 10 答案：① 7 2 10 26 W；③ 10 10 , 约占 20 亿分之一。 10 W/m；② 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（ d1= 108km）为 S1，在远日点时 （d2= 108km）为 S2，求其相对变化值 S1 S2 是多大。 答案： % S1 同 1（1）： d12 S1 4 d22 S2 S1 S21S2 S1 S1 2 1 4 d1 4 d22 1 1.47 2 1.52 2 1 0.9353 0.0647 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℃ 2 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/m 云体：余弦弦辐射体 +立体角 根据： FT 2 L cos d 0 2 /4 0 L cos sin d d 0 L 2 又由绝对黑体有 FT T 4 L 所以此云在该地表面上的辐照度为 T 4 E 2 1 5.6696 10 8 7 4 273 2 174Wm 2 4、 5800K 的黑体，地球大气上界表面为 300K 的黑体，在日地平均距离 设太阳表面为温度 d0=×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： Wm 2 m 1， Wm 2 m 1 Planck law 习题 1 1） 2 F0 10 m,5800 K rs 2 Fs 10 m,5800 K d0 rs2 C1 d02 5 (e C2 / T 1) 6.96 108 m 2 3.7427 108 W m4m 2 1.496 10 11 m 2 5 14388 mK 10 m exp 10 m 1 5800 K 6.96 108 m 2 2 13293.2786Wm 2 m 1 1.496 1011m 0.2877Wm 2 m 1 2) F0 10 m,300 K C1 5 (e C2/ T 1) 3.7427 108W m4 m 2 5 14388 mK 10 m exp 1 10 m 300K 31.18Wm 2 m 1 5、如果太阳常数增加 4% S0 ，太阳表面有效温度升高多少度，地球表面有效温度升高 S0 多少度（行星反射率为） 。 答案： 58K， 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： 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 ° 10 7 7 7 7 10 10 10 φ =40 ° 10 7 7 7 7 10 10 10 φ =90 ° 0 107 0 0 Qd T dm 2 S0 0 sin sin cos cos cos 0 π 86400 0 sin sin cos cos cos 0 1367 π cos 0 tan tan , 0 in rad 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 -2 -1 = lg/cm 2 的吸收后，辐射通量密度为5W 密度为 10Wm m ，经气层中吸收物质的含量u m-1 。求该气层的吸收率及质量吸收系数（k ）。 答案： cm 2/g A Ea 5W / m2 m E0 10W / m2 50% m E ,l E ,0 e k 0, u e k 0, u E ,l E ,0 k 0,