Загрузил len04ka68

Lektsia 2

реклама
Тема 2:
Атмосфера и
атмосферные
процессы
План лекции:
1. Состав и строение атмосферы;
2. Лучистая энергия в атмосфере.
Состав сухого атмосферного воздуха вблизи
поверхности Земли (Семенченко, 2002)
Газ
Объемное
содержание,
%
Относительная
молекулярная
масса
(по углеродной
шкале)
Плотносить по
отношению к
плотности сухого
воздуха
Азот (N2)
78,084
28,01340
0,967
Кислород (O2)
20946
31,99880
1,105
Аргон (Ar)
0,934
39,94800
1,379
Диоксид углерода (CO2)
0,033
44,00995
1,529
Неон (Ne)
1,818*10-3
20,18300
0,695
Гелий (He)
5,239*10-4
4,00260
0,138
Криптон (Kr)
1,14*10-4
83,80000
2,868
Водород (H2)
5*10-5
2,01594
0,070
Ксенон (Xe)
8,7*10-6
131,30000
4,524
Озон (O3)
10-5-10-6
47,99820
1,624
100
28,96450
1,000
Сухой воздух
По характеру изменения температуры с высотой
атмосферу делят на 5 основных слоев:
Тропосфера
Стратосфера
Мезосфера
Термосфера
Экзосфера
Между слоями атмосферы находятся промежуточные
слои, которые называются паузами:
Тропопауза
Стратопауза
Мезопауза
Термопауза
В атмосфере наблюдается 3 вида потоков солнечной
радиации:
Прямая
Рассеянная
Отраженная
Прямая – это радиация, поступающая на
Землю непосредственно от солнечного
диска в виде параллельных лучей;
Рассеянная – это часть солнечной
радиации,
которая
проходя
через
атмосферу,
рассеивается
молекулами
атмосферных газов и аэрозолем.
Прямая солнечная радиация и рассеянная
составляют суммарную радиацию.
Отраженна радиация - часть солнечной
радиации,
отраженная
земной
поверхностью, облаками и др.
Земная поверхность, как физическое
тело, имеющее температуру выше
2730С, является источником излучения,
которое
называется
тепловым
излучением Земли.
Атмосфера также излучает тепло
частично в космос и частично к земле.
Часть
атмосферного
излучения,
приходящего к земной поверхности
называется встречным излучением.
Актинометрия - раздел метеорологии,
изучающий потоки лучистой энергии.
Распределение лучистой энергии по длинам волн
называется спектром. Солнечный спектр делится на 3
части:
Ультрафиолетовую (λ <0,4)
Видимую(0,4 ≤λ <0,76)
Инфракрасную(λ >0,76)
Поглощение и рассеяние солнечных лучей зависит от:
1. Высоты Солнца.
рассеиваются фиолетовые и, синие и
голубые лучи и больше становится доля прошедших длинный путь волн (красные и оранжевые).
Поэтому Солнце у горизонта кажется красноватым.
Минимальное расстояние Земли от солнца (перигелий) составляет 147*106км, оно наблюдается 2 января,
Максимальное (афелий) 152*106 км– 5 июля, в среднем 149,5*106 км.
Интенсивность солнечной радиации при среднем расстоянии от Земли до Солнца на поверхность,
перпендикулярную солнечным лучам – называют солнечной постоянной. Она равна 1,98 кал/см2
ми.
(чем меньше угол, тем больший путь в атмосфере проходит солнечный луч) сильнее
2.1. Длинны волны солнечной радиации.
Закон Релея. Интенсивность молекулярного рассеяния (К) обратно пропорциональна четвертой степени длины
волны λ:
К=С/λ4 (молекулы газов)
С – коэффициент, зависящий от числа рассеивающих частиц. Чем меньше длинна волны, тем сильнее
рассеяния
2.2.Первоначальной энергии лучей.
Длинна волны фиолетовых лучей короче длинны синих и голубых лучей, т.е. они рассеиваются сильнее, но в
рассеянном солнечном свете преобладают не фиолетовые, а сини и голубые, т.к. первоначальная
энергия значительно больше. Этим объясняется голубой цвет неба.
2.3. Рассеивание аэрозолем.
Размер частиц, радиус которых >10-3мм (капли тумана, облаков) одинаково рассеивают все волны видимой
части спектра, поэтому туман и облака имеют белый цвет.
3. Прозрачности атмосферы, концентрация частиц, рассеивающих радиацию.
Биологическое значение солнечной
радиации.
Для биологических процессов растений наибольшее
значение имеет радиация с длиной волны <4 мкм.
Она
включает
ультрафиолетовую
(0,29-0,38),
физиологическую (0,35-0,75), фотоситнтетически
активную
(0,38-0,71
мкм),
и
ближнюю
инфракрасную(0,71-4,00).
Ультрафиолетовая влияет на рост и развитие
растений,
ускоряет
прохождение
этапов
репродуктивных органов.
Физиологическая – тепловой эффект, фотосинтез,
рост и развитие растений.
Инфракрасная радиация – тепловой эффект.
Благодарю
за
внимание!
Скачать