大气吸收系数的研究与应用_李炳华
大气吸收系数的研究与应用
ｂ．在一场比赛中， 湿度变化不大， 因此可以忽 略湿度对大气吸收系数的影响。
上述结论经过多次测试验证， 具有相似的结果。
１９８０
１００
１８０７
９１．２６
１８７０
９４．４４
１７９０
９０．４０
４
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７
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１８９７
量较多。大 气 中 水 包 括 水 汽 和 液 态 水 （ Ｈ２Ｏ） ， 水 汽对金卤灯光在可见光区有很多吸收带， 但都很
更关心１００ｍ以下高度大气的变化。
弱。水汽对光的吸收与水汽含量的多少有关， 水
３．２ 金属卤化物灯的光谱分析
汽含量愈多， 吸收得也愈多。大气中的水分不仅
图５为ＭＨＮ－ ＳＡ ２０００Ｗ短弧双端石英金卤灯的 处于气态， 也有处于液态的， 对金卤灯光线而言，
大气吸收系数的研究与应用 （ 李炳华 马名东 李战赠 王 烈 王振声 林若慈 张建平 王坚敏 陈 力）
（ ２３ ） ２３
１ 建筑电气 ２００６ 年第 期
气体吸附理论的研究
j K ( T ) exp( 0 / kT ) ≈ [ 1 - ex p( - h K / kT ) ] 3
K
kT h K
3
j K ( T ) ex p(
K 0
/ kT )
( 33)
式中 0 为晶体零点能, 当温度 T 值足够大时 , 上式近似号成立. 把式 ( 32) 和 ( 33) 代入式 ( 27) , 并假定吸附质分子内部自由度间没有不连续性, 即 j K ( T ) = j L ( T ) , 则有 C= q1 1 = qL e
n
F = - kT ln f ( T ) = - kT ∑ln
A A i= 1
N i - 1! N ( qA i ) i ( N i- 1 - N i ) ! N i!
( 5)
利用 st irling 公式, 可把式 ( 5) 化为
n
F = - k T N ln N - N ln N +
0 0 n n
G M
1 (T) M!
… exp ∫ ∫
W - kT
( dv)
M
( 8)
ij
设气体分子之间的相互作用可表达为对势术和 , 即 W = 子 j 之间的相互作用 , 则式 ( 8) 可写成 1 f G( T ) = M ( T ) … M! 式中
ij
∑
j> i
ij
, 其中
为分子 i 同分
∏( 1 + ∫ ∫
( 23)
( 24)
( 25)
其中 m = 4B P ° / kT . 1. 4 吸附等温式 利用 ( 21) 和 ( 24) 两式, 将式 ( 18) 改写成 N i - N i+ 1 = ( N 0 - N 1 ) ( x ) i C i = 1, 2, … , n - 1 式中 C 定义为
照明设计总论
０ １ １８ 大气吸收 系数 的研究与应用 【 ／ ７ ０ ０ 刊１ 李炳 华 等（ 中国建筑设计研究院 北京 １０ ４ ） ／ ０ ０４ ／ 建筑 电
灯 图
气 ， －２ ０ 第 ｌ ， 第 ２ ￣ ２ ０６年 期 ２ ６页 。
国照 明 电器 ，－２ ０ 第 ｌ期 ，第 ２ － ０ ６年 ９页 。 自［ ］ 译 美
照 明设计与应用 ，－２ ０ 年第 ８期 ，３ ￣４ － ０５ ３ ７页 。
０ ０ ０ ８ ３ ＭＡ ８园林及古典建筑 效果 图制 ７０ ４ Ｄ Ｓ Ｘ 作技法精研 【 ／ 书】 高志清／ ／ 水利水 电出版 社， －２ ０ ０６ 年 ３月出版。书中介绍了灯光的合理布局等。 灯 图 ０ ０ ０ ９ ３ ＭＡ ８ 中文版＆ ｔ ｒＥ ｅｔ ． ７０４ Ｄ Ｓ Ｘ Ａｆ ｆ ｃ ６５ ｅ ｓ 影视广告完整制作 【 ／ 书ｌ向玉中／ ／ 水利水 电出版社 ， 一 ２０ ０ ６年 ４月ｍ版。书中介绍了灯光及相关灯光的 内
学报，－２ ０ ０ ６年第 ｌ ，第 ２ ￣３ 期 ９ ３页 。
明形式与照明灯具等 内容 灯图
明／ ／ 照明电器简报 。一２ ０ ０６年第 ３期 ，第 １ ７页。
灯 图
０ ０ ０ ７ 电气设备安装工程预算知识问答【 ／ ７０ ４ 书】 李
作富等／ ／ 机工出版社，－２ ０ － ０ ６年 ５月出版。书中介
照明屯器， －２ ０ ０ ６年第 ｌ期，第 ２ ９页。译 自［ 美］
照 明设 计 与 应用 ， －２ ０ 年 第 ７ ，７ ￣ ７ ０５ 期 ０ ３页 。 灯 图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
０ １ １２ 浅谈安全照 明【 ／ ． 译／ ７ ０ １ 刊］ 姗 ｔ ｆ ／ 中国照明 屯
环境吸收能力对中国PM_(2.5)浓度的影响
大气污染问题是中国最受关注的环境问题之一。进 入 ２１世纪之后，高速的经济增长、快速的工业化城镇化进 程、长时间粗放式的能源消耗模式，使得大气污染物尤其 是细颗粒物（ＰＭ２．５）的排放大幅增加，大气环境质量问题 日益凸显，为生产生活和公众健康埋下了隐患，成为我国 可持续性发展进程 中 的 巨 大 考 验 ［１］。目 前，因 《大 气 污 染 防治行动计划》《打 赢 蓝 天 保 卫 战 三 年 行 动 计 划 》等 大 气 污染防治计划的实施，细颗粒物 ＰＭ２．５的排放有所减少，在 大气中的浓度有所降低，但仍存在治理效果不持久、不稳 定的问题。大气污染治理不仅仅需要关注对人类行为活 动的控制和管理，也需要从环境自身的修复能力为大气污 染治理找寻新的突破口。环境吸收能力是维持与保证大 气环境 系 统 自 身 结 构 与 功 能 健 康 的 基 础。 了 解 环 境 对 ＰＭ２．５的吸收能力，深入探讨环境吸收能力对 ＰＭ２．５浓度的
因素（湿度、降水、风等）［２７－２８］对大气污染物具有一定的吸 收能力。这些研究多数从综合环境污染物净化角度入手， 未从单一污染问题，如大气污染、水污染、土壤污染问题切 入进行环境吸收能力的测算，选用的指标也以体现地区自 然条件为主。
依据环境对 污 染 物 的 吸 收 能 力，大 气 污 染 物 可 分 为 基金污染物和累积性污染物。目前，我国一系列大气污染 防治政策重点关注的大气污染物多为基金污染物，即环境 对其有一定吸收能力的污染物，ＰＭ２．５是基金污染物的代 表。其在进入空 气、土 壤、植 被 或 水 体 后，或 被 光 照 降 解， 或被植被吸收，或溶于液体，能够被转化为对人类和生态 系统造成危害较小的物质，可能被分解和稀释到无害的浓 度。而累积性污染物长时间持久存在于大气中，对人类的 健康产生的 影 响 不 可 逆，环 境 对 其 没 有 或 只 有 很 小 吸 收 能力。
建筑物色彩在城市空间中的衰变规律
ｒ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｙ ｕ ． Ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｕ ｙ ｉ ｎ ｇ ． Ｚ ｔ ｔ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｗ ｅ ｎ ，
（１ ． Ｆ ａ ｃ ｕ ｌ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｐｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ
Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑｉ ｎｇ ４０ ０ ０４ ５ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ２． Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｍｏ ｕ ｎ ｍｉ ｎ ｒｅ Ａ ａ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ１ １ ３ ． １ 文 献标 志 码 ： Ａ
和设 计 工作 ［ ４ ］ ． 但是 ， 长 期 以来 建 筑 物 色 彩 设 计 多 是从 历史 、 文 脉、 习俗和审美等方面进行定性研究 ，
忽 视 了科 学 的定 量 研 究 ， 从 而 使 建 筑 师 对 建 筑 物 色 彩 在 实 际 空 间 中 的变 化 情 况 不 甚 了解 ， 无 法 准 确把 握 建 筑 物 色彩 的设 计 ， 导致 设 计 色 彩 与 实 际 建 成 色 彩 出 现 较 大 的偏 差 ． 建筑 物 色 彩 是 在 城 市 空 间 中呈
Байду номын сангаас
摘 要 ：分 析 了 空 间 颜 色 的 衰 变 理 论 ， 包 括 大 气 衰 变 的 朗 伯 定
快， 出现 了大 量新 建筑 ， 旧建筑 的外立 面也 在 进行 色 彩 整 治 和更 新 ， 这 对 原有 的城 市 环 境 和 整 体 色 彩都 产 生 了重大 影 响ｌ 】 伽． 国 内越 来 越 多 的城 市 开 始 意识 到 建 筑 物 色彩 的重 要 性 ， 并 逐 步 开 展 了相 关 的研 究
遥感原理大气吸收的应用
遥感原理大气吸收的应用概述在遥感技术中，大气吸收是一个重要的考虑因素。
大气吸收可以影响到遥感图像的质量和解释。
本文将讨论遥感原理中大气吸收的应用。
大气吸收对遥感图像的影响大气中的分子和气体对可见光、红外线以及其他电磁波段具有吸收作用。
这些吸收现象会导致遥感图像中的信息丢失或失真。
因此，为了正确解释和分析遥感图像，必须考虑大气吸收的影响。
以下是大气吸收对不同电磁波段的影响： - 可见光波段：大气吸收对可见光影响较小，因此可见光图像的质量相对较高。
- 红外线波段：在红外线波段，大气吸收较大，因此红外图像中某些细节可能会丢失。
不同红外波段的大气吸收情况不同，需要根据具体情况进行分析。
- 微波波段：大气对微波的吸收较小，微波图像通常相对清晰。
大气吸收的应用虽然大气吸收对遥感图像有负面影响，但在一些应用中，却可以利用大气吸收来获得特定的信息。
以下是大气吸收在遥感中的应用： 1. 大气校正：大气校正是将遥感图像中的大气吸收效应去除，从而恢复原始地物信息的过程。
通过分析大气吸收的特性，可以根据不同波段的反射率差异进行大气校正，得到准确的地物反射率。
2. 大气遥感：大气本身也可以成为遥感的研究对象。
通过分析大气吸收的谱线，可以获取大气中的各种气体浓度信息，从而研究大气成分、气候变化等。
3. 大气纠正：在遥感图像中，大气吸收也会引起云层遮挡和地物边界不清晰等问题。
通过对大气吸收进行估计和纠正，可以提高图像的质量和解释性。
大气吸收的研究方法为了准确分析和应用大气吸收，研究人员采用了多种方法来模拟和测量大气的吸收效应。
以下是一些常见的大气吸收研究方法： - 模型模拟：研究人员通过建立大气吸收模型来模拟不同波段的大气吸收情况。
这些模型通常基于大气成分和光学性质的物理模型。
- 地面观测：地面观测是一种直接测量大气吸收效应的方法。
研究人员通过使用光谱仪等设备在地面上测量大气的光学性质，从而推断出大气吸收的情况。
- 卫星观测：卫星遥感技术可以提供全球范围的大气吸收信息。
大气成分监测技术的研究与应用
大气成分监测技术的研究与应用大气是我们生活的环境中不可或缺的一部分，它的成分变化对人类的生存和地球的生态平衡有着深远的影响。
大气成分监测技术作为了解大气状况的重要手段，在环境保护、气候变化研究、公共健康等领域发挥着关键作用。
大气成分复杂多样，包括氮气、氧气、二氧化碳、甲烷、臭氧、颗粒物等。
对这些成分的准确监测，需要依靠先进的技术和精密的仪器设备。
目前，常见的大气成分监测技术主要包括以下几种。
光谱技术是其中应用较为广泛的一种。
它利用物质对不同波长光的吸收、发射或散射特性来进行成分分析。
例如，紫外可见光谱技术可以用于监测大气中的氮氧化物、二氧化硫等；红外光谱技术则适用于二氧化碳、甲烷等温室气体的检测。
这些光谱技术具有灵敏度高、选择性好的优点，但也存在仪器昂贵、操作复杂等问题。
色谱技术在大气成分监测中也有重要地位。
气相色谱法能够有效地分离和检测大气中的挥发性有机物，如苯、甲苯等；而高效液相色谱法则更适用于检测大气中的一些极性化合物和大分子有机物。
色谱技术的优点是分离效果好、定量准确，但分析时间相对较长，对样品的前处理要求较高。
此外，还有质谱技术。
质谱仪能够准确测定大气中各种成分的分子质量和结构，从而实现定性和定量分析。
它在检测痕量污染物、新型污染物方面具有独特的优势，但仪器成本较高，维护难度较大。
除了上述实验室分析技术，现场实时监测技术也在不断发展。
传感器技术的进步使得能够在大气环境中直接安装小型化、智能化的传感器，实时获取大气成分的数据。
例如，电化学传感器可以用于监测二氧化硫、一氧化碳等气体；光学传感器则能够对颗粒物浓度进行实时监测。
这些传感器虽然在精度上可能不如实验室仪器，但具有响应速度快、易于安装和维护的特点，适用于大规模的网络监测。
大气成分监测技术在众多领域有着广泛的应用。
在环境保护方面，通过对大气污染物的监测，可以及时掌握空气质量状况，为制定污染防治措施提供依据。
比如，监测工业排放区域的二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度变化，有助于评估减排措施的效果，督促企业改进生产工艺，减少污染物排放。
大气辐射计算的吸收系数分布模式
大气辐射计算的吸收系数分布模式
大气辐射计算的吸收系数分布模式是指用来表示大气中吸收系数分布的模型。
吸收系数是指某种波长的辐射在大气中传播的过程中,被大气中的物质吸收的比率。
常用的大气辐射计算的吸收系数分布模式包括：
1.常数吸收系数模式：在这种模式下,大气中的吸收系数是固定不变的。
2.指数吸收系数模式：在这种模式下,大气中的吸收系数随着波长的增加而增加。
3.双指数吸收系数模式：在这种模式下,大气中的吸收系数随着波长的增加先增加后减小。
4.颜色分布模式：在这种模式下,大气中的吸收系数根据波长的不同分成几个区间,每个区间内的吸收系数值相同。
根据不同的应用场景和需要,可以选择适当的吸收系数分布模式来进行大气辐射计算。
大气吸收与散射效应的补偿
大气吸收和散射效应的补偿是遥感领域中重要的处理技术。
大气吸收是指大气中的气体和气溶胶颗粒吸收来自目标的辐射能，导致信号强度的衰减。
散射效应是指大气中的气体和气溶胶颗粒将入射辐射能散射到各个方向，导致信号的衰减和背景辐射的增加。
为了消除大气吸收和散射效应的影响，通常采用大气校正方法对遥感图像进行处理。
大气校正包括选择适当的大气模型、确定大气参数、估算地表反射和大气辐射传输计算等步骤。
通过大气校正，可以提高遥感图像的质量和地表特征的准确性。
大气工程中的能源利用效果分析与优化措施研究与应用
大气工程中的能源利用效果分析与优化措施研究与应用大气工程是利用大气、太阳能和地热能等自然资源为人们提供能源的一种工程技术。
在现代社会，能源的利用效果和优化措施一直是人们关注的焦点和研究的重点。
本文将从分析大气工程中的能源利用效果入手，探讨优化措施的研究与应用。
首先，要分析大气工程中的能源利用效果，就需要了解大气中的能源来源以及能源的损失情况。
从能源来源上来看，大气中的能源主要来自太阳辐射和地热能，其中太阳能占据绝大部分。
太阳辐射通过太阳能电池板转化为电能，地热能则通过地暖系统等进行利用。
然而，在能源利用的过程中，也存在着能源的损失。
例如，太阳能电池板在转化过程中会有一定的光能损失，地暖系统在传输热能时也会有一定的热能损失。
因此，分析能源利用效果就需要对这些损失情况进行全面了解。
其次，针对大气工程中能源利用效果的分析结果，可以制定相应的优化措施。
就太阳能电池板而言，可以通过提高光电转换效率、降低光能损失、改进电池板结构等方式来优化能源利用效果。
例如，使用高效率的太阳能电池板材料，增加光能吸收效率和电子转换效率，同时采用透明的保护层来减少光能损失。
对于地暖系统来说，可以通过改变管道的材料和传输介质，提高热能的传输效率，减少热能的损失。
此外，还可以利用智能控制系统对能源的使用进行优化，根据室内外温度、人员活动情况等因素调节供暖或制冷设备的运行。
这些优化措施可以使大气工程中的能源利用效果得到最大化。
除了以上的优化措施，大气工程中还可以应用一些新的技术和方法来提高能源利用效果。
例如，可以利用光伏热发电技术将太阳能转化为电能和热能，实现能源的双重利用。
另外，可以利用热泵技术将地热能转化为热能或冷能，用于供暖和制冷。
同时，还可以应用智能感知和控制技术，根据人们的活动轨迹和生活习惯，自动调节能源的使用和供应，从而实现能源的智能化管理。
然而，要将以上的研究成果和优化措施应用到实际的大气工程中，还需要考虑到不同地区和环境的差异。
大气吸收系数的研究与应用(英文)
大气吸收系数的研究与应用(英文)
李炳华;马名东;李战增;王烈;王玉卿;王振声;林若慈;张建平;王坚敏;陈力
【期刊名称】《中国农资》
【年(卷),期】2005(000)003
【摘要】文章定义了大气吸收系数的概念,通过试验及理论分析,得出中国各地区大气吸收系数推荐值,并对体育场场地照明照度计算进行修正。
【总页数】6页(P)
【作者】李炳华;马名东;李战增;王烈;王玉卿;王振声;林若慈;张建平;王坚敏;陈力【作者单位】中国建筑设计研究院;中国建筑科学研究院;北京工人体育场;北京工人体育场;北京
【正文语种】中文
【中图分类】TM923
【相关文献】
1.大气吸收系数的研究与应用 [J], 李炳华;马名东;李战赠;王烈;王振声;林若慈;张建平;王坚敏;陈力
2.大气吸收系数的研究与应用 [J], 李炳华;马名东;李战赠;王烈;王振声;林若慈;张建平;王坚敏;陈力
3.杭州市区大气气溶胶吸收系数观测研究 [J], 杜荣光;齐冰;周斌;于之锋
4.大气吸收系数的研究与应用(英文) [J], 李炳华;马名东;李战增;王烈;王玉卿;王振声;林若慈;张建平;王坚敏;陈力
5.光热干涉法测量大气气溶胶粒子吸收系数研究进展 [J], 李树旺;邵士勇;梅海平;黄印博;李学彬;朱文越;饶瑞中
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吸收系数对炉膛传热计算的影响_郭晓艳
吸收系数取 常数计算值
沿径 沿径 沿径 向第 向第 向第 1区 4区 7区
473 8 484 2 459 7 974 8 730 6 508 7 982 2 714 2 513 1 985 0 714 4 563 8 975 5 720 2 521 8 955 4 731 4 542 4
658 0 631 0 625 0 636 0 640 0 612 0
2种情况下的热强度分布见图 3, 图中的热强度
图 3 管壁热强度比较 F ig. 3 Com par ison of tub e surface calorific inten sity
值是取沿圆周方向的平均值。从图 3 中看出, 当吸 收系数取常数时算出的热强度要比吸收系数取变数 时算出的值要大, 而炉管表面的实际平均热强度为 49 276 8 kJ/ ( m2 h) , 所以当吸收系数取变数时与
图 1 吸收系数沿半径方向的变化规律 Fig. 1 Chan ge of absorp tion coeff icien t
in rad ia l d irection
气体吸收系数沿轴向的变化规律如图 2所示。 在炉膛高度的约 2 / 3处, 吸收系数的变化率达到最 大, 而在此之前, 随炉膛高度的增加, 吸收系数略有 增大。
分别对吸收系数为常数和变数时的烟气温度分
158
中国石油大学学报 ( 自然科学版 )
2009年 10月
布、热强度分布等做了计算。 2种情况下的烟气温 度分布见表 1。从表中数据可看出, 在炉膛轴心处 温度最高, 近 1000 , 越靠近炉墙, 温度越低, 在靠 近炉管区, 温度 500 左右。当气体吸收系数取变 数的时候接近炉膛温度的实际值, 而气体吸收系数 取常数时与实测值相差 100 左右。
大气的吸收作用与大气窗汇总
谢谢！
谱线增宽
单个分子的吸收是由线条分明的谱线所组成， 这些谱线对应于明确的能级跃迁。 实际上大量分子之间的碰撞和相互作用，包括 不同物质分子之间的碰撞，能够引起能级宽度发生变 化，造成谱线具有一定的宽度。谱线宽度的增加称为 “谱线增宽”，由分子之间碰撞产生的“压致增宽” 是大气吸收峰增宽的最主要原因。所以，真实的大气 吸收谱是由许多起伏的、以共振吸收线为中心频率的、 具有一定宽度的谱峰组成。真实的大气内水蒸汽对微 波在所有频率都有吸收，并不限于上述分立的水汽吸 收带。 水蒸汽的吸收系数是频率的函数。
氧气对电磁波的吸收
氧分子存在未配对电子，是顺磁性物质具有恒磁矩。 在与电磁场相互作用时，分子的核磁矩在按磁场方向 进行排列时，吸收并辐射微波波段的电磁波。电磁波 能量满足能级跃迁条件是吸收电磁波。 在60GHz（对应波长0.5cm）、75 GHz和 118.8GHz（对应波长0.25cm）附近会产生许多分 离的谱线。人们称这些分离的谱线对应的频率带为气 体吸收带, 在近红外和可见光波段，氧分子有中心在1.2683μ m、 1.0674μ m、0.7620μ m、0.6901μ m以及0.6313μ m 的吸收带；在紫外光波段，氧分子还有许多强吸收带。
936nm为强吸收带
6.25μ m为强吸收带 转动带
其他气体对电磁波的吸收
不单氧气和水蒸气对大气中电磁波的传播具有吸收作 用，臭氧（O3）在中心为0.2553μ m的紫外光波段具 有强吸收带，在0.45—0.74μ m的可见光波段具有弱 吸收带，在红外和微波波段也有一些吸收带。二氧化 碳（CO2）在4.3μ m和15μ m具有强吸收带（振动和 转动基本带），在10μ m、5μ m、2.7μ m、2.0μ m、 1.6μ m和1.4μ m具有弱吸收带。 二氧化碳（CO2）、水蒸汽（H2O）、臭氧（O3）、 一氧化二氮（N2O）、一氧化碳 （CO）、甲烷 （CH4）和 氧气（O2 ）。对电磁波吸收起大小不等 的作用。由大气中各种成分对电磁波的吸收程度可知， 大气对长波辐射的吸收远大于短波
一种快速高效的逐线积分大气吸收计算方法
一种快速高效的逐线积分大气吸收计算方法
张华;石广玉
【期刊名称】《大气科学》
【年(卷),期】2000(024)001
【摘要】本文发展了一种新的计算大气气体吸收系数以及冷却率的快速数值方法, 并对影响逐线积分精度和计算时间的各种因子进行了详细研究.以大气主要吸收气体CO-215 μm带的 500～800 cm-1波段为例,将新方法计算的吸收系数、大气透过率和冷却率结果与经典的逐线积分方法进行了比较.对从地面到100 km范围的整层大气,大气透过率的误差不超过0.0004;对70 km以下的大气,大气冷却率的误差不超过0.004 K/d,而计算时间却节省1～2个数量级左右.
【总页数】11页(P111-121)
【作者】张华;石广玉
【作者单位】中国科学院大气物理研究所,北京,100029;中国科学院大气物理研究所,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】P4
【相关文献】
1.自拟脑府逐瘀汤对急性脑出血吸收期血液流变学指标及中医证候积分的影响 [J], 宋静;孙国钧;李俊伯
2.逐线积分气体吸收模型及其在NDIR气体检测中的应用 [J], 方静;刘文清;张天舒
3.逐线积分气体吸收模型及其在FTIR气体检测中的应用 [J], 方静;刘文清;张天舒
4.太赫兹电磁波大气吸收衰减逐线积分计算 [J], 李瀚宇;董志伟;周海京;周逊
5.两种逐线积分辐射模式大气吸收的比较研究 [J], 张华;石广玉;刘毅
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气体吸收系数
气体吸收系数气体吸收系数（Gas Absorption Coefficient）是一个重要的物理参数，它描述了气体对辐射（如光、声波、微波、电磁辐射等）的吸收能力。
气体吸收系数的大小决定了辐射在大气中的传播距离和强度，对于广泛的应用领域具有重要意义，如大气学、环境科学、光学、声学、电磁学等。
气体吸收系数的计算与描述需要考虑以下因素：1. 气体成分和浓度：不同气体的吸收特性各异，由气体的分子结构和相互作用决定。
浓度是一个重要参数，较高浓度的气体通常具有更高的吸收能力。
2. 辐射频率或波长：气体对辐射的吸收能力取决于辐射的频率或波长。
不同频率或波长的辐射与气体分子的相互作用方式不同，因此它们吸收的能量也不同。
3. 温度和压力：温度和压力对气体吸收系数有一定影响。
在较高温度下，气体分子的运动更加激烈，故两者之间的碰撞概率会增加，从而影响吸收性能。
4. 环境条件：气体吸收系数还受到环境条件的影响，如湿度、离子浓度、气体流动速度等。
这些因素会影响气体分子的活跃程度、自由路径和相互作用能力，进而影响气体的吸收性能。
对于不同频率范围的辐射，气体吸收系数也不同。
下面是一些典型的气体吸收系数参考值（单位：cm^-1）：1. 可见光范围：- 水蒸气：0.01-100- 氮气：0.001-1- 氧气：0.001-1- 二氧化碳：0.01-100- 臭氧：0.01-102. 红外线范围：- 水蒸气：1-1000- 氮气：0.1-10- 氧气：0.1-10- 二氧化碳：1-1000- 臭氧：0.1-1003. 微波范围：- 水蒸气：100-1000- 氮气：10-100- 氧气：10-100- 二氧化碳：100-1000- 臭氧：10-100以上数值仅为参考值，实际情况可能因气体浓度、温度、压力等因素的不同而有所变化。
为了更准确地计算气体吸收系数，需要借助复杂的理论模型和实验研究。
这些模型和方法一般包括量子力学计算、分子动力学模拟、拉曼光谱、吸收光谱等。
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１ 定义
大气吸收系数： 光辐射在通过大气到达被照
面的过程中， 大气对光辐射的吸收、散射及反射
作用造成光辐射的削弱， 光辐射这种削弱程度叫
做大气吸收系数。大气吸收系数可以用式 （ １） 表
示：
Ｋａ＝
!ｉ－ !０ !ｉ
×１００％＝
△! !ｉ
光谱图， 色温５６００Ｋ， 额定电压４００Ｖ。该灯光谱分 液态水具有比水汽强得多的吸收带。因此， 雨天、
布还算不错， 红、绿 （ 黄） 、蓝比例尚可， 不含紫 雾天， 大气对金卤灯光吸收较多， 大气吸收系数
外线和红外线， 显色指数可达９２。
较大； 相反， 晴天大气吸收系数较小。
Ｗ／ｎｍ
２０
第 三 ， 臭 氧 （ Ｏ３） 在 紫 外 区 和 可
多 云 （ ６ 月 ２２ 日 ）
赛 前１０分 钟 、 中 场 休 息 、 比 赛 结 束 后１０分 钟 等 三
个时间段对场地照明进行测量， 测量点为图３中①
图２% 重庆奥林匹克体育场不同天气情况下大气吸收系数折线图
～⑤点 ， 测 量 仪 器 有 浙 江 大 学 制 造 的ＸＹＩ－ Ⅲ 照 度
大 气 吸 收 系 数 可 以 在 相 对 大 气 吸 收 系 数 的 基 仪、ＰＯＬＹＭＥＲ温湿度计、电压表等。测量前 ， 对
９２．５４
１９３２
９４．２４
１７１０
８３．４１
８
２１００
１００
１９３０
９１．９０
１９８３
９４．４３
１７５０
８３．３３
平均值
２０４４
１００
１８８１
９２．０３
１９２７
９４．２８
１７６８
８６．５０
天气情况
晴
多云、雨
阴、雨
多云
总云量
５
８
１０
８低云量３５８３
２０ 时气温
２７．７℃
２４．２℃
２４．５℃
２７．６℃
量较多。大 气 中 水 包 括 水 汽 和 液 态 水 （ Ｈ２Ｏ） ， 水 汽对金卤灯光在可见光区有很多吸收带， 但都很
更关心１００ｍ以下高度大气的变化。
弱。水汽对光的吸收与水汽含量的多少有关， 水
３．２ 金属卤化物灯的光谱分析
汽含量愈多， 吸收得也愈多。大气中的水分不仅
图５为ＭＨＮ－ ＳＡ ２０００Ｗ短弧双端石英金卤灯的 处于气态， 也有处于液态的， 对金卤灯光线而言，
图４ 比赛前、中间、赛后各点照度
３．１ 大气的成分 大气是指包围在地球表面的整个空气层。它
相对比较固定， 由多种气体混合组成， 也包含有
表 ３ 观众人数和湿度对场地照明的影响
测量点
１ ２ ３ ４ ５ 平均值 备注 天气情况
比赛前 ３０ 分钟
照度 （ ｌｘ）
Ｅｈ １０７９
Ｅｖ１ １４２４
Ｅｖ２ １３４１
图１ 水平照度测量点示意图 注： Ａ— ——足球场场地的长度； Ｂ— ——足球场场地的宽度。
表 中 照 度 值 为 场 地 上 方 １ｍ处 的 水 平 照 度 值 ， 单位ｌｘ。测试采用Ｍｉｎｏｌｔａ ＴＩ照度仪， 测试前， 对照 度仪进行校正， 场地照明灯打开３０ｍｉｎ后才进行测 量。
由表１可知， 电 压 较 稳 定 ， 在３９４～３９６Ｖ之 间 ， 即只有±０．２５％的 偏 差 ， 因 此 ， 电 压 对 光 输 出 的 影 响可以忽略不计。
照度 （ ｌｘ）
照度 （ ｌｘ）
照度 （ ｌｘ）
Ｅｈ 以晴天为基准 （％） Ｅｈ 以晴天为基准 （％） Ｅｈ 以晴天为基准 （％） Ｅｈ 以晴天为基准 （％）
１
２０３０
１００
１８６６
９１．９２
１９０５
９３．８４
１８４０
９０．６４
２
１９９０
１００
１８１１
９１．０１
１８７４
９４．１７
１７６０
８８．４４
３
础上推算得出， 表２为大气吸收系数与天气的关 系。
表２ 大气吸收系数与天气的关系
天气情况
天气情况含义 大气吸收系数推荐值
低 云 量 ０ ￣４ 成 ， 或 晴
总云量 ０￣５ 成
＜ ８％
多云
低 云 量 ５ ￣８ 成 ， 或 总云量 ６￣９ 成
８％～１１％
低 云 量 ９￣１０ 成 ， 或 阴
总云量达到 １０ 成
ａ． 观 众 人 数 的 变 化 对 照 度 影 响 甚 微 ， 平 均 变 化率小于５％， 而且有的测量点减 少， 有的测量 点 增加， 因此， 在一般室外体育场照明计算时， 可 以忽略观众对大气吸收系数的影响。
ｂ．在一场比赛中， 湿度变化不大， 因此可以忽 略湿度对大气吸收系数的影响。
上述结论经过多次测试验证， 具有相似的结果。
０．１～４．０ ０．０３２ １．０×１０－ ６～１．０×１０－ ５
气体 沼气 （ ＣＨ４） 一氧化碳 （ ＣＯ） 二氧化硫 （ ＳＯ２） 氧化二氮 （ Ｎ２Ｏ） 一氧化氮 （ ＮＯ） 二氧化氮 （ ＮＯ２）
容积含量 （ ％） １．８×１０－ ４
６．０×１０－ ６～１．０×１０－ ５ １．０×１０－ ４ ２．７×１０－ ５ 微量 微量
多观众要吸入大量的氧气， 呼出二氧化碳， 氧气 强度越强。
水汽和杂质。不同海拔高度， 不同气象条件下，
其次， 分析一下天气对大气吸收系数的影响。
大气成分会有所变化。表４为大气中各种气体容积 天气对灯光的影响主要取决于大气中水份的多少，
含量的百分比。
晴天大气中含水量较少； 雨天、雾天大气中含水
由表４可知， 大 气中氧气、氮 气占约９９％的比 例， 其它气体比例很小。对于体育场照明， 我们
３ 理论分析
光辐射随着大气透明系数的改变而改变， 当
大气中的水汽、杂质等含量愈多时， 光辐射被削
弱得愈多， 此时表现为大气吸收系数较大。另外，
雾的反射作用， 也使光辐射减少， 大气吸收系数
较大。
红 线— ——比 赛 前 照 度 值 ， 黄 线— ——中 场 休 息 时 的 照 度值， 绿线— ——赛后时的照度值
×１００％
（ １）
式中： Ｋａ— ——大气吸收系数；
△!— ——大气吸收的光能量， ｌｍ；
!ｉ— ——刚进入大气时的光通量， ｌｍ； !０— ——光到达被照面的光通量， ｌｍ。 室外体育场人工照明中， 由于大气吸收系数
的 原 因 ， 人 工 灯 光 通 过 大 气 不 能１００％到 达 场 地 ，
光能会有一部分损失， 由式 （ １） 可得， 到达场地
４００
５００
６００
７００
!（ ｎｍ）
较少。
图５ ＭＨＮ－ ＳＡ ２０００Ｗ／９５６ ４００Ｖ金属齿化物灯光谱图
４ 大气吸收系数的初步结论
３．３ 大气吸收系数对金卤灯到达地面光的影响
首先看氧气对大气吸收系数有何影响？ 由气
上述试验和分析是针对天气而言的， 不利于
象学可知， 在可见光区域， 氧气有两个较弱的吸 照明计算。因此， 有必要根据各地气候特点确定
大气吸收系数减去晴天时的大气吸收系数。
与大气吸收系数相对应的参数是大气透明系
数， 它表明光透过大气的程度。
２ 试验数据
２．１ 天气对大气吸收系数的影响 ２００４年６月， 我们对重庆奥林匹克体育场进行
测试， 测试 按图１所 示 的 点①～⑧进 行 测 量 ， 结 果 如表１所示。
Ｂ
ＡＡＡ Ａ Ａ
Ａ Ａ ＡＡ
容积含量 （ ％） ７８．０８４ ２０．９４７ ０．９３４
１．８２×１０－ ３ ５．２４×１０－ ４ １．１４×１０－ ４
表４ 大气成分
气体
容积含量 （ ％）
氢 （ Ｈ２） 氙 （ Ｘｅ）
５．０×１０－ ５ ８．７×１０－ ６
氡 （ Ｒｎ）
微量
水 （ Ｈ２Ｏ） 二氧化碳 （ ＣＯ２）
臭氧 （ Ｏ３）
１５４３
１７７７
９２０
１５５０
１８４７
１１５３
１６２８
１９３０
１１８６
１４８４
１６７５
１１０７
１４５７
１７３１
１１４１
阴
比赛中场休息
照度 （ ｌｘ）
Ｅｈ １０８４
Ｅｖ１ １４６４
Ｅｖ２ １２９７
１５１６
１５２７
８９２
１５１６
１８３８
１１２３
１６５５
１９００
１１４７
１５４８
１６９７
１０７１
１４６４
１６８５
见光区都有吸收带， 在此波段内金卤
１６
灯 没 有 光 谱 。 而 在 可 见 光 蓝 光 ～红 光 大
１２
部分范围内， 即波长４４０～７５０ｎｍ内吸收
带比较弱， 但金卤灯在绿色和橙色区 ８
域辐射最强， 所以吸收的能量较多。
４
但臭氧所占的比例只有１．０×１０－６ ％～１．０×
１０－５ ％， 臭氧对可见光的吸收总 量还是
的光通量由式 （ ２） 表示：
!０ ＝ （１－ Ｋａ） !ｉ
（ ２）
由式 （ ２） 可知， 在进行室外体育场照明计算
时， 到达场地的光通量不是光源的光通量， 而是
比光源的光通量要小一些。
相对大气吸收系数： 相对于某种天气情况下
的大气吸收系数。相对大气吸收系数一般以晴天
为基准进行比较， 因此， 相对大气吸收系数等于
１９８０
１００
１８０７
９１．２６
１８７０
９４．４４
１７９０
９０．４０
４
２０７０
１００
１８９０