Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 500939)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
"Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта."

Курс лекций по дисциплинам : "Учение об атмосфере" ,"Климатология с основами метеорологии" . Ч. 2. Темы : Радиационный и тепловой режим атмосферы и подстилающей поверхности (180,00 руб.)

0   0
АвторыАкимов Леонид Мусамудинович
ИздательствоВоронеж
Страниц108
ID670073
АннотацияЦелью и задачей учебного пособия является изучение пространственного и временного распределения на земном шаре температуры воздуха и подстилающей поверхности; процессов преобразования солнечной радиации в атмосфере; дать представление о процессах климатообразования, системах классификации климатов и изменениях климата.
Кому рекомендованоРекомендуется для студентов всех специальностей географических факультетов университетов.
Курс лекций по дисциплинам : "Учение об атмосфере" ,"Климатология с основами метеорологии" . Ч. 2. Темы : Радиационный и тепловой режим атмосферы и подстилающей поверхности [Электронный ресурс] / Л.М. Акимов .— : Воронеж, 2017 .— 108 с. — 108 с. — Режим доступа: https://rucont.ru/efd/670073

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Курс_лекций_по_дисциплинам__Учение_об_атмосфере_,Климатология_с_основами_метеорологии_._Ч._2._Темы__Радиационный_и_тепловой_режим_атмосферы_и_подстилающей_поверхности.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ “ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ” Факультет географии, геоэкологии и туризма Кафедра природопользования Учебное пособие КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНАМ «Учение об атмосфере» «Климатология с основами метеорологии» ЧАСТЬ 2 Темы: РАДИАЦИОННЫЙ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ АТМОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ для бакалавров и магистров 05.03.02 «География», 05.04.02м «География», 05.03.06 «Экология и природопользование», 05.04.06м «Экология и природопользование» Составитель: Л.М. Акимов Воронеж 2017
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ 1. 2. Тема №2 Радиация в атмосфере Лекция № 5 Солнечная и земная радиация Тема № 3 Тепловой режим атмосферы Лекция № 6 Тепловой режим атмосферы и подстилающей поверхности 3. 4. 5. Лабораторная работа: Актинометрические наблюдения Лабораторная работа: Измерение температуры воздуха Лабораторная работа: Измерение температуры почвы 6. Фонд оценочных средств (ФОС) 73 85 94 100 4 41 3
Стр.3
Радиация распространяется по всем направлениям от источника радиации, излучателя, в виде электромагнитных волн со скоростью, очень близкой к 300 000 км/сек. В метеорологии приходится иметь дело преимущественно с температурной радиацией, определяемой температурой излучающего тела и его излучательной способностью. Наша планета получает такую радиацию от Солнца; земная поверхность и атмосфера в то же время сами излучают температурную радиацию, но в других диапазонах длин волн. 1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ Основные законы теплового излучения • ЗАКОН КИРХГОФА: отношение излучательной способности тела Fλ к поглощательной способности aλ в условиях термодинамического равновесия не зависит от природы тела: оно является для всех тел одной и той же функцией B(λ, T) длины волны λ и температуры Т: Fλ/aλ= B(λ, T) (1) • ЗАКОН СТЕФАНА – БОЛЬЦМАНА: Поток излучения В абсолютно черного тела увеличивается пропорционально четвертой степени абсолютной температуры тела Т: В = σТ4, (2) где σ = 5,67032 ∙ 10-8 Вт/(м2∙К4) – постоянная Стефана - Больцмана • ПЕРВЫЙ ЗАКОН ВИНА: Закон смещения длины волны: длина волны λm, на которую приходится максимум излучательной способности абсолютно черного тела, обратно пропорциональна температуре Т: λm= с,/Т, 6 (3)
Стр.6
где с,=0,28976 ∙ 10-2м К – постоянная величина При изменении температуры смещается максимум энергии спектра. • ВТОРОЙ ЗАКОН ВИНА: Максимальная излучательная способность абсолютно черного тела В(λm,Т) возрастает пропорционально пятой степени абсолютной температуры Т: В(λm,Т) = с,,Т5, где с,, = 1,301 ∙ 10-5Вт/(м3 К5) Спектральный состав солнечной радиации Часть солнечной радиации представляет собой видимый свет. Тем самым Солнце является для Земли источником не только тепла, но и света. Электромагнитная радиация, есть форма материи, отличная от вещества. Частным случаем ее является видимый свет; а также гамма-лучи, рентгеновы, ультрафиолетовые, инфракрасные лучи, радиоволны. На интервал длин волн между 0,1 и 4 мк приходится 99% всей энергии солнечной радиации. Всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновых лучей и радиоволн. Видимый свет занимает узкий интервал длин волн, всего от 0,40 до 0,75 мк. Однако в этом интервале заключается почти половина всей солнечной лучистой энергии (46%). Почти столько же (47%) приходится на инфракрасные лучи, а остальные 7% — на ультрафиолетовые. Температурную радиацию с длинами волн от 0,002 до 0,4 мк называют ультрафиолетовой. Она невидима, т. е. не воспринимается глазом. Радиация от 0,40 до 0,75 мк — это видимый свет, воспринимаемый глазом. Свет с длиной волны около 0,40 мк — фиолетовый, с длиной волны около 0,75 мк — красный. На промежуточные длины волн приходится свет всех цветов спектра. 7 (4)
Стр.7
Радиация с длинами волн больше 0,75 мк и до нескольких сотен микронов называется инфракрасной; она, так же как и ультрафиолетовая, невидима. В метеорологии принято выделять длинноволновую радиацию. коротковолновую и Спектр излучения Солнца: • Гамма-лучи (λ < 10-5 мкм) • Рентгеновское излучение (10-5 мкм< λ < 10-2) • Ультрафиолетовая радиация (10-2 < λ <0,39) • Видимое излучение (0,39 < λ < 0,76): красный (λ=0,62÷0,76); оранжевый; желтый; зеленый; голубой; синий; фиолетовый (λ=0,39÷0,45) • Инфракрасная радиация (0,76 < λ < 3000) • Радиоволновое излучение (λ > 0,3 см) Коротковолновой называют радиацию в диапазоне длин волн от 0,1 до 4 мк. Она включает, кроме видимого света, еще ближайшую к нему по 8
Стр.8
длинам волн ультрафиолетовую и инфракрасную радиацию. Солнечная радиация на 99% является такой коротковолновой радиацией. К длинноволновой радиации относят радиацию земной поверхности и атмосферы с длинами волн от 4 до 100-120 мк. Тело, испускающее температурную радиацию, охлаждается; его тепловая энергия переходит в энергию радиации, в лучистую энергию. Когда же радиация падает на другое тело и поглощается им, лучистая энергия переходит в другие виды энергии, главным образом в теплоту. Это значит, что температурная радиация нагревает тело, на которое она падает. Термином радиация называют также явление совсем другого рода, именно — корпускулярную радиацию, т. е. потоки электрически заряженных элементарных частиц вещества, преимущественно протонов и электронов, движущихся со скоростями в сотни километров в секунду, хотя и большими, но все-таки очень далекими от скорости света. Энергия корпускулярной радиации в среднем в 107 раз меньше, чем энергия температурной радиации Солнца. Однако она сильно меняется с течением времени в зависимости от физического состояния Солнца, от солнечной активности. Ниже 90 км корпускулярная радиация в атмосферу почти не проникает. Лучистая энергия Солнца превращается в тепло отчасти в самой атмосфере, но главным образом на земной поверхности. Она идет здесь на нагревание верхних слоев почвы и воды, а от их и воздуха. Нагретая земная поверхность и нагретая атмосфера в свою очередь сами излучают невидимую инфракрасную радиацию. Отдавая эту радиацию в мировое пространство, земная поверхность и атмосфера охлаждаются. Распределение энергии в спектре солнечной радиации до поступления ее в атмосферу можно приближенно найти путем экстраполяции результатов 9
Стр.9
наземных наблюдений. В последнее время важные результаты получены также с помощью ракет и спутников. Максимум лучистой энергии приходится при этом в солнечном спектре, как и в спектре абсолютно черного тела, на волны с длинами около 0,47 мк, т. е. на зелено-голубые лучи видимой части спектра. Однако в ультрафиолетовой части солнечного спектра энергия существенно меньше, чем в ультрафиолетовой части спектра абсолютно черного тела при температуре 6000° К. Солнечная постоянная Интенсивность солнечной радиации перед вступлением ее в атмосферу (обычно говорят: «на верхней границе атмосферы» или «в отсутствии атмосферы») называют солнечной постоянной. Смысл слова постоянная состоит здесь в том, что эта величина не зависит от поглощения и рассеяния радиации в атмосфере. Она относится к радиации, на которую атмосфера еще не повлияла. Солнечная постоянная, зависит, таким образом, только от излучательной способности Солнца и от расстояния между Землей и Солнцем. Интенсивность солнечной радиации на перпендикулярную к солнечным лучам единичную площадку, находящуюся вне атмосферы при среднем расстоянии от Земли до Солнца называют Солнечной постоянной: S* = 1,37 кВт/м. кв. (5) Земля вращается вокруг Солнца по мало растянутому эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. В начале января она наиболее близка к Солнцу (147 млн. км), в начале июля — наиболее далека от него (152 млн. км). Так как интенсивность радиации меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, то солнечная постоянная в течение года меняется на 10
Стр.10

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически