Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6: Атмосферне випромінювання

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37909

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    До кінця цієї глави ви повинні мати можливість:

    • виявити причини зміни сонячної радіації на Землі
    • обчислити властивості спектра сонячного і земного випромінювання в терміні функції Планка
    • розрахувати поглинання між вами і джерелом світла
    • пояснити, чому небо виглядає синім і туманним влітку

    Атмосферне випромінювання відіграє вирішальну роль в житті на Землі і в погоді. Без сонячного нагрівання Земля була б мертвим замороженим кулею, що мчить через космос. На щастя, енергії, яку Земля отримує від сонячної радіації, достатня для отримання рідкої води на її поверхні, що дозволяє процвітати життю. У цьому розділі ми розглянемо сонячну радіацію та її зміни з плином часу. Випромінювання - це лише інша форма енергії і може бути легко перетворена в інші форми, особливо теплову енергію, яку іноді називають «теплом». У цьому розділі ми будемо використовувати слово «випромінювання» для позначення всіх електромагнітних хвиль, включаючи ультрафіолетові, видимі та інфрачервоні. Ми введемо деякі незнайомі терміни, такі як «сяйво» та «опромінення», і будемо обережні з нашою мовою, щоб запобігти плутанини.

    • 6.1: Прелюдія до атмосферного випромінювання
    • 6.2: Атмосферне випромінювання - Чому це має значення?
      Все випромінює—Сонце, Земля, атмосфера, і ви. Енергія, що забезпечується Сонцем, повторно використовується в системі Землі для забезпечення енергії, яка керує погодою та кліматом. Але в кінцевому підсумку інфрачервоне випромінювання, що випромінюється Землею в космос, повинно збалансувати сонячне видиме випромінювання, що надходить в систему Землі. З точки зору системи Землі нас найбільше хвилює те, як атмосферне випромінювання взаємодіє з речовиною.
    • 6.3: Почніть з джерела - Земля обертається навколо Сонця
      Сонячна радіація керує земною системою і робить можливим життя. Сонячне випромінювання поглинається, а потім використовується для підвищення температури поверхні, зміни фази води та палива хімії атмосфери. Нерівномірний розподіл сонячної радіації на поверхні Землі керує атмосферною динамікою.
    • 6.4: Як енергія пов'язана з довжиною хвилі випромінювання?
    • 6.5: Сонячний спектр
      Сонце випромінює випромінювання від рентгенівських променів до радіохвиль, але опромінення сонячного випромінювання піків у видимих довжині хвиль (див. Малюнок нижче). Загальними одиницями опромінення є Джоулі в секунду на м² поверхні, яка освітлюється на нм довжини хвилі (наприклад, між 300 нм і 301 нм), або W m² nm¹. Ці одиниці є одиницями спектрального опромінення, яке також просто називається опроміненням, але як функція довжини хвилі.
    • 6.6: Яке походження функції Планка?
      Усі об'єкти - газ, рідина або тверда речовина - випромінюють випромінювання. Однак фотони не можуть мати безперервних значень енергії фотонів; натомість енергія фотонів квантується, а це означає, що вона може мати лише дискретні енергетичні значення (хоча і дуже мала кількість енергії). Коли передбачається цей квантований розподіл, то розподіл спектрального опромінення, що залишає одиницю площі поверхні об'єкта за одиницю часу на одиницю інтервалу довжини хвилі в півкулі, називається функцією розподілу Планка.
    • 6.7: Яка довжина хвилі має найбільшу спектральне опромінення?
    • 6.8: Яка загальна опромінення будь-якого об'єкта?
    • 6.9: Закон Кірхгофа пояснює, чому ніхто не ідеальний
      Пам'ятайте, що коли випромінювання стикається з речовиною, воно може бути поглиненим або переданим або розсіяним (включаючи відбите). Для об'єкта, який діє як ідеальна функція розподілу Планка, він повинен повністю поглинати все випромінювання без розсіювання і без передачі. Деякі об'єкти дуже добре поглинають на деяких довжині хвиль, але не на інших. Наприклад, водяна пара поглинає мало видимого випромінювання, але дуже добре поглинає інфрачервоне випромінювання на деяких довжині хвиль.
    • 6.10: Чому предмети поглинають так, як вони роблять?

    Мініатюра: Зверніть увагу на два менших виверження перед великим. Верхня атмосфера Сонця (корона) показана тут. (CC BY-SA 3.0 Unported; Патрік Макколи/Від кварків до квазарів/SDO через Вікіпедію).