第五章 大气对辐射传辐的影响.ppt.Convertor.doc

第五章 大气对电磁辐射

传输的影响

第一节 概述

第二节 大气的成份和结构简介

第三节 大气气溶胶

第四节 大气消光理论

第五节 大气的消光作用

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第一节 概述

第二节 大气的结构和成份

§5.2.1 大气成份大气分层

§5.2.2 大气分层

§5.2.3 大气质量的垂直分布

§5.2.4 大气可变成份简介

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§5.2.1 大气成份

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§5.2.2 大气可变成份

气溶胶：大气中悬浮的大量固态和液态微粒，包括灰尘、烟尘、盐晶、水晶和水滴等，直径

平流层: 距地面 12—50KM 无垂直运动，有季节性强风

中间层: 距地面 50—85KM

热 层：距地面 85—800KM

外大气层: 距地面>800KM

对电磁辐射传输有显著影响的主要是对流层。

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Figure 4: Vertical temperature profile for the Standard Atmosphere with the main atmospheric

regions as indicated. Adapted from Butler et al (1987), p111.

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赤道附近 17—18KM，中纬 10—12KM，高纬 8—9KM

气温随高度升而降低，大气温度递减率 r=6.5°C/KM.

有强烈的垂直运动和垂直混合

气象要素水平分布不均匀

臭氧浓度快速增加

高温 270K

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中层（Mesophere)

平流层顶至 85KM

温度随高度递减，顶部温度递减至 180K

水汽极少，但有强烈的垂直混合

60KM 以上大气分子开始电离

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热层（Thermosphere)

是中层以上的大气层

温度随高度的增加面增。大气温度可高达 500—2000K

增温系所有波长小于 0.17um 的辐射均被分子、原子氧吸收，加上太阳微粒辐射和宇宙射线

等高能粒子的影响所至。

很难有对流运动。

由于分子浓度极低，对宇航员来说这里仍是寒冷世界

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假定把大气层看成密度等于海平面密度的均质，则大气厚度 H≈8.440 行千米，于是整个空

标准情况下，海平面上：

海平面至某高度的大气质量

在同温情况下，由某一海拔高度 Z 至无穷高的大气质量为：

某海拔高度以上的大气质量

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大气折简高度

某折简高度以上的大气质量为：

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第三节 大气气溶胶

§5.3.1 概念

§5.3.4 气溶胶的成份分类

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1、气溶胶的概念

2、描述气溶胶的物理量

3、地面常见的大气气溶胶类别及名称

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1、气溶胶的概念

气溶胶(aerosol)：是在气体和重力场中具有一定稳定性，沉降速度小的固态或液态质粒的混

合系统。

大气中悬浮的大量固态和液态微粒，包括灰尘、烟尘、盐晶、水晶和水滴等，统称为气溶

胶

气溶胶的尺度范围：

粒度：10-3um（分子团）——10 1um（尘粒、云滴），跨 5 个数量级

质量：与粒度相应，质量跨 15 个数量级

数浓度：跨 14 个数量级

的云滴或固体颗粒在空气中沉降速度大，稳定性差，故不作为气溶胶处理。

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质粒尺度：

气溶胶粒子形状复杂，有近球形、片状、柱状、针状等。我们只关心其群体特征，常用等效

（2）空气动力学等效直径：在气流中，如果所研究的粒子与一个直径为 dp 球型粒子的空