大气物理辐射课后习题
大气辐射学课后答案解析
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d L πππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气辐射学课后答案
习题1、由太阳常数S 0'=1367 W/m 2,请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐5儿射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）:辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：-rs Fs = 4- d 0 SdpS g_ 2-21.496 1011m1367Wm8 26.96 10 m：6.316 107Wm ，2-4：r s F s=4 3.1415926 6.96 108m 2 6.316 107Wm ， = 3.84 1026W6 2_2二 r e 2S 0 3.1415926 6.37 10 m 1367Wm26：」s3.8445 10 W答案：①6.3x107W/m 2；②3.7X1026W ;③4.5汇10」°,约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47 108km ）为3,在远日点S 1 _ So时（d 2=1.52 10 km ）为S2,求其相对变化值 一 2是多大。
答案：6.5%S 1同 1（ 1）：「s F s = 4.53 1040=1—邑SS1‘一4二d； 4nd；彳1.472=1 _ 21.5221 —0.9353706473、有一圆形云体，直径为2km，云体中心正在某地上空1km处。
如果能把云底表面视为7C 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m2云体：余弦辐射体+立体角根据：2 二F T LCOSB」12。
. 0./4Lcos)sin0 0_ ■ L_ 2又由绝对黑体有F T4f L所以此云在该地表面上的辐照度为1 _8 4= 3^5.6696x10 汉（7+273）二仃4Wm，4、设太阳表面为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离d0=1.50 >108km时，求大气上界处波长’=10」m的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气物理辐射课后习题Word版
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.496101367 6.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3107W/m 2；②3.71026W ；③4.51010, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
《大气辐射学》期末复习试题及答案
大气辐射复习思考题（王普才）1.大气辐射的基本定律有哪些？Planck定律、Stefan-Boltzmann定律、Kirchhoff定律、Wien位移定律。
2.辐射理论和电磁场理论有什么联系？辐射能量是以电磁波的形式在空间中进行传输的，因此电磁场理论是辐射理论的基石(Maxwell方程组)，对于UV到MW波段的电磁波，在波长较短的范围内辐射理论更广泛使用(Planck定律)而在长波长范围内电磁场理论更加广泛使用(Maxwell方程组)，这是因为在短波长范围内，所关心的更多的是其诸如发射率、辐射出射度等辐射特性，而在长波长范围更多地是研究其诸如偏振等电磁特性。
这是由于电磁波的波粒二象性所决定的。
但总而言之，辐射理论是由电磁场理论得出的，各种辐射特性和理论的物理本质要归结于电磁场与电磁波的各种理论之中。
3.列举测量辐射强度（辐亮度）和辐射通量密度（辐照度）的仪器。
辐亮度：太阳光度计，如AERONET联网的标准CE318或手持式CE312辐照度：总辐射表4.米（Mie）散射有什么特点？分子散射有什么特点？Mie散射发生的条件是波长与粒子尺寸相当时发生的散射，散射强度与波长的平方成反比，且前向散射强度大于后向散射。
在地球大气中，太阳光发生Mie散射的粒子主要是气溶胶。
Rayleigh散射（分子散射）发生的条件是波长远大于粒子尺寸，散射强度与波长的四次方成反比，前向散射与后向散射强度相当。
在地球大气中，太阳光发生Rayleigh散射的粒子主要是气体分子。
5.分子能级包含哪些能级？各有什么特点？根据分子内部原子核或核外电子运动的方式不同可以分为：转动能级、振动能级和电子能级，分别对应发生能级跃迁时转动能、振动能和电子能（一般能级跃迁时不涉及平动能变化）。
转动能级变化所对应吸收或发射的光谱波段位于微波或远红外波段；振动能级则位于中红外波段（很少独立产生，常伴随转动跃迁）；能量最大的电子能级位于可见光和紫外波段。
第一章 太阳、地面和大气辐射习题
第一章太阳、地面和大气辐射一、名词解释题：1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。
由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2. 太阳高度角：太阳光线与地平面的交角。
是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。
在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。
3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。
以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为90°。
4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。
5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。
6. 太阳常数：当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。
其值为1367瓦•米-2。
7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。
8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。
9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。
10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应（用于光合作用、色素合成、光周期现象和其他生理现象）的太阳辐射光谱成分，称光合有效辐射（380～710nm）。
11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。
12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。
13.地面辐射差额：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额。
14.辐照度：单位面积上的辐射通量，即辐射通量密度。
15.基尔荷夫定律：当热量平衡时，物体对某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率之比值，仅为温度与波长的函数，而与物体的其它性质无关。
16.斯蒂芬－波尔兹曼定律：黑体发射出的总辐射与该物体的绝对温度的4次方成正比。
17.维恩位移定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。
大气辐射例题
大气辐射例题作为一种物理现象，大气辐射在我们日常生活中起着重要的作用。
下面我举一个关于大气辐射的例题来进行详细解析。
例题：太阳的温度为5778K，假设地球离太阳的平均距离为1.5×10^11m，太阳的辐射功率为3.8×10^26W，求地球接收到来自太阳的辐射功率。
解析：首先，我们需要知道太阳是一个黑体辐射体，它根据斯特藩-玻尔兹曼定律辐射出的功率与其温度之间存在着一个关系。
斯特藩-玻尔兹曼定律表示为：P = σAT^4其中，P表示辐射功率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，A为辐射体的表面积，T为辐射体的温度。
太阳的温度为5778K，辐射功率为3.8×10^26W，我们可以代入斯特藩-玻尔兹曼定律中的值来计算太阳的表面积A。
由于太阳是一个球体，表面积可以表示为：A = 4πR^2其中，R为太阳的半径。
太阳的半径约为6.96×10^8m，代入上述公式可以计算得到太阳的表面积A。
接下来，我们需要计算地球接收到来自太阳的辐射功率。
由于地球与太阳的距离是给定的，我们可以利用辐射功率与距离之间的关系来计算。
根据辐射功率与距离的关系：P2 = P1 × (R1/R2)^2其中，P2表示地球接收到的辐射功率，R1和R2分别表示太阳和地球的距离。
将太阳的辐射功率3.8×10^26W代入P1，太阳到地球的距离1.5×10^11m代入R1，地球到太阳的距离1.5×10^11m代入R2，可以计算得到地球接收到的辐射功率P2。
最后，我们将计算得到的结果进行处理，保留合适的数字位数，并给出单位。
答案：地球接收到来自太阳的辐射功率为2.48×10^17W。
通过这个例题，我们可以看到大气辐射的计算与太阳的温度、表面积、辐射功率以及距离相关。
掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解大气辐射的原理，以及其对地球和人类的影响。
大气物理学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
大气物理学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列下垫面的反射率最大的是（______）。
答案:新雪2.太阳辐射在大气上界的分布与下列哪一项（______）无关。
答案:大气透明度3.大气中臭氧浓度最大值的高度范围是（______）km高度。
答案:20~304.最大的大气对流层高度出现在（______）。
答案:夏季低纬度地区5.一团与外界无质量交换的湿空气，干绝热上升，其饱和水汽压（______）。
答案:变小6.下列关于太阳辐射能量的排序，正确的是（______）。
答案:可见光区>红外辐射区>紫外辐射7.判断整层气层静力学稳定度时，上干下湿的气层和下干上湿的气层分别属于（______）。
答案:对流性不稳定，对流性稳定8.条件性不稳定是指大气层结对(______)是不稳定的，而对(______)是稳定的。
答案:饱和气块，未饱和气块9.大气逆辐射由（______）两部分组成。
答案:大气热辐射和云热辐射10.朗伯体是（______）不随方向变化的面辐射源。
答案:辐射强度11.一团湿空气干绝热下降，下列物理量如何变化？（）答案:水汽压变大、绝对湿度变大、比湿不变12.天气报告中的风向180°为（）风。
答案:南13.通常大气长波辐射与短波辐射的分界线为（______）μm。
答案:414.如果一个黑体吸收的辐射能大于其放射的辐射能，则该黑体的温度将（______）。
答案:上升15.位温是气块经过（______）过程气压变为（______）时，气块所具有的温度。
答案:干绝热，1000hPa16.气压随高度递减率最大是在（______）。
答案:对流层17.干绝热减温率和湿绝热减温率的数值有差异的主要原因为（______）。
答案:饱和空气上升时会有潜热释放18.湿空气在（______）的情况下，（______）至相对于纯水平面达饱和时的温度称为露点温度。
答案:水汽含量不变，等压降温19.在（______）μm范围大气的吸收很弱，地面发出的长波辐射可顺利进入宇宙空间。
大气物理课题目
第一单元(1-4章) 课堂练习1(大气学)一、空气温度为℃，露点为℃，求实际水汽压〔e 〕，饱和水汽压〔E 〕，相对湿度〔f 〕。
若是露点不变，空气温度变高了，那么答案将如何转变？若是气温不变，露点变高了，那么答案又将如何转变？ 解：将露点温度τ=℃代入马格努斯公式，即求得水汽压e7.459.32359.36.111011.7()e ⨯+=⨯=百帕将空气温度代入马格努斯公式，即得饱和水汽压E7.4526.423526.46.111034.4E ⨯+=⨯=（百帕）相对湿度 100%34%ef E=⨯=若是τ不变，空气温度变高了，那么饱和水汽压E 要变大，相对湿度f 要变小。
反之，若是气温不变，露点τ变高了，那么与露点相对应的水汽压就要增高，因此相对湿度f 要变大。
2、在热带沙漠常常温度高达45℃或更高，而相对湿度却低达2%，而在极地，温度降低到零下40℃或更低，相对湿度近100%，试问哪个地域绝对湿度大，大多少倍？解：别离求出温度45℃与-40℃时的饱和水汽压E 与她们的实际水汽压e7.4545235457.45235406.111096.246.11100.1896.240.02 1.925()0.1810.18()E E ⨯+⨯-=⨯==⨯==⨯==⨯=热（-40）极热极（百帕）（百帕）e 百帕e 百帕那么33 1.93217217 1.31(/)273450.182172170.17(/)27340e a T e a T ===+===-热极克米克米热带沙漠地域约大倍。
3、气温为℃，绝对湿度为3/克米，求e 、E 、f 、τ、饱和差。
解：水汽压e7.4523.723523.7(27323.7)14.119.3()2172176.111029.3()100%66%T a e E ef E⨯++⨯====⨯==⨯=百帕百帕由e 值从马格奴斯公式可求得τ值7.452356.1110e ττ⨯+=⨯16.9τ=〔℃〕饱和差=E-e=百帕)4、气温℃，大气压力百帕，混合比/克克，求〔a 〕饱和水汽压，〔b 〕水汽压，〔c 〕饱和差。
大气辐射学课后答案.
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气物理辐射作业
秋分 cosω0 =－tan0°tan40°=0 ω0 =±90°
θd =2.88×107 （J·m-2·d-1）
夏至 cosω0 =－tan23°27′tan40°=0.365 ω0 =±111.4° θd =4.33×107（J·m-2·d-1）
冬 至 cos ω0 = － tan （ － 23 ° 27 ′ ） tan40 ° =0.365 ω0 = ± 68.6 ° θd =1.32 × 107
e ∫ E=E0· − k′sc，λ ·ρdl∵ 云中 Nhomakorabea滴各处均一
∴ ksc， λ 可看为常数
∴ e E=E0· −ksc，λl
∴
k sc，λ
=﹣ 1 ln E =﹣ 1 × ln 28.642 = 0.12（5 m−1）
l E0 10
100
（2）将云滴看做均匀球体，其散射截面为 δsc
δsc =2 π r2=2×3.14×（1×10-5）≈6.28×10-10（m2）
且有 cosω0 =－tanδ tanϕ
在北半球纬度ϕ =0°处， 春分 cosω0 =－tan0°tan0°=0 ω0 =±90°
θd =3.76×107 （J·m-2·d-1）
秋分 cosω0 =－tan0°tan0°=0 ω0 =±90°
θd =3.76×107 （J·m-2·d-1）
夏至 cosω0 =－tan23°27′tan0°=0 ω0 =±90°
射能相等
∴ FB＇(10，5800)·4 π Rθ2=Eλ＇4 π d02
∴ Eλ＇= FB＇(10，5800) · Rθ2/ d02=1.33×104·(6.96×108/1.496×1011)2
≈0.288(W·m-2· μ m-1) ∴ 日 地 平 均 距 离 处 大 气 上 界 处 波 长 λ =10 μ m 处 的 太 阳 单 色 辐 照 度 为 0.288 W·m-2· μ m-1, 又由普朗克定律,地球的单色辐出度 FB＇＇(10，300)=31.2 W·m-2· μ m-1
大气物理学题目及答案(84题)
大气物理学(32+19+33=84题)一、单项选择题：1、陆地下垫面的热量差额主要是指__________。
（ C ）A：下垫面与大气之间的热量交换 B：下垫面上的蒸发与凝结C：地面辐射差额 D：土壤的性质2、对流层与平流层交界处，有一个厚约__________公里的过渡层，叫对流层顶。
( A )A.1-2B.10C.0.2-0.3D.53、如果已知本站气压、海拔高度和气柱的__________，就可以用压高公式求算海平面气压。
( C )A.相对湿度B.气压垂直递减率C.平均温度D.垂直高度4、大气的稳定度决定于该气团的层结，层结不稳定是__________。
( C )A.γ=γdB.γ<γdC.γ>γd D、γ=γd=05、常在T-lnP图上见到，自由对流高度以上的正不稳定能量面积大于其下面的负的不稳定能量面积,这种情况叫__________。
( A )A.真潜不稳定型B.假不稳定型C.绝对不稳定型D.绝对稳定型6、在叙述云块上升过程中的降温时，有时讲绝热降温，有时讲膨胀降温，这两种说法__________。
( C )A.完全一样B.完全不一样C.基本一样D.基本不一样7、大气中的臭氧主要分布在：__________。
( B )A、对流层B、平流层C、中间层D、热层8、目前一般把PH值小于__________的降水都称为酸雨。
( B )A、4.0B、5.6C、6.5D、7.09、测量空气湿度的最基本方法是__________。
( B )A、干湿表法B、称重法C、疑结法D、吸收法10、一定体积内空气中含有的水汽质量和干空气质量的比值定义为__________。
( B )A、绝对湿度B、混合比C、比湿D、相对湿度11、水汽与湿空气的质量比定义为__________。
( C )A、绝对湿度B、混合比C、比湿D、相对湿度12、大气的相对湿度一般不超过__________。
( B )A、100%B、101%C、102%D、105%13、气溶胶按尺度大小分为三类，其中爱根核半径小于__________( B )A、＜0.01µmB、＜0.1µmC、介于0.01µm～0.1µmD、介于0.1µm ～1.0µmE、＞1.01.0µm14、观测表明，随着海拨高度的增加，气压值按指数减少，海拔10千米高度处的气压值降到只有海平面气压的__________左右。
(完整版)题库-大气辐射学复习题
84．晴朗天空呈蓝色的原因(多选)?A. 主要是分子散射B. 主要是粗粒散射C. 散射能力与波长四次方成正比D. 散射能力与波长四次方成反比【知识点】：4.4【难易度】：C【答案】：AD85．地面辐射差额的定义是（）。
A．地面吸收的太阳直接辐射与地面长波出射度之差；B．地面吸收的长波辐射与地面有效辐射之差；C．地面吸收的太阳总辐射与地面长波出射度之差；D．地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差。
【知识点】：4.6【难易度】：D【答案】：D86．下列哪一种说法不正确：（）A.物体温度越高，辐射能力越强；B.物体在热辐射平衡条件下，吸收多少辐射，放出多少辐射；C.黑体的辐出度与波长的四次方成正比，与其它因素无关；D.黑体最大放射能力所对应的波长与其绝对温度成反比。
【知识点】：4.2【难易度】：C【答案】：C87.大气具有保温效应的原因是A．大气容易吸收太阳短波辐射B．大气容易发射短波辐射C．大气对长波辐射吸收多，对短波辐射透明度高D．大气中水汽含量多【知识点】：4.7【难易度】：B【答案】：C88.下列哪一条不是晴空呈兰色的原因：A.到达人眼的可见光，既非波长太长的光，又非波长太短的光；B.到达人眼的光是不同波长的混合散射光；C.到达人眼的光是不同波长的混合折射光；D.人眼感觉敏锐的色光偏向于绿色【知识点】：4.4【难易度】：B【答案】：C89.温度为T的灰体球，对长波辐射吸收率为Aλ，对短波辐射发射率为ελ，下列关系正确的是（）A.Aλ=ελ<1B.Aλ〈ελ<1C.Aλ〉ελ>1D.Aλ=ελ=1【知识点】：4.1【答案】：A90.一年中南京大气上界太阳辐射日总量最大的是（）A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日【知识点】：4.5【难易度】：C【答案】：B91.关于长波辐射在大气中传输不同于太阳辐射的特征，下列哪一条不正确（）A.不计散射削弱作用B.可以不考虑大气本身发射的长波辐射C.具有漫射性质D.必须考虑大气本身发射的长波辐射【知识点】：4.6【难易度】：C【答案】：B92．分子散射的特点是：（）A．与波长无关，前向散射大；B．与波长成正比，后向散射大；C．与波长四次方成反比，前向后向散射相同；D.与波长四次方成正比，前向后向散射相同。
大气物理辐射课后习题
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.496101367 6.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3107W/m 2；②3.71026W ；③4.51010, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气辐射复习题
大气辐射复习题大气辐射复习题大气辐射是指地球表面和大气层之间的能量传递过程。
它是地球能量平衡的重要组成部分，对地球的气候和环境起着至关重要的作用。
下面我们来复习一些关于大气辐射的问题。
一、选择题1. 大气辐射主要包括以下哪几种类型？A. 可见光辐射B. 紫外线辐射C. 红外线辐射D. X射线辐射答案：A、B、C2. 大气辐射的传播方式主要有以下几种？A. 平行传播B. 散射传播C. 吸收传播D. 干涉传播答案：B、C3. 下列哪个因素对大气辐射的传播具有重要影响？A. 大气成分B. 大气温度C. 大气湿度D. 大气压强答案：A、B、C4. 大气辐射的主要来源是什么？A. 太阳辐射B. 地球辐射C. 人造辐射D. 宇宙辐射答案：A、B5. 大气辐射的能量主要集中在哪个波长范围内？A. 红外线波段B. 可见光波段C. 紫外线波段D. X射线波段答案：A、B二、判断题1. 大气辐射的传播速度与波长无关。
答案：错误2. 大气辐射的传播路径主要是直线传播。
答案：错误3. 大气辐射在大气层中的传播会发生散射现象。
答案：正确4. 大气辐射的强度与大气成分无关。
答案：错误5. 大气辐射主要是由地球辐射产生的。
答案：错误三、简答题1. 什么是大气辐射？答：大气辐射是指地球表面和大气层之间的能量传递过程。
它包括太阳辐射和地球辐射两部分。
2. 大气辐射的传播方式有哪些？答：大气辐射的传播方式主要有吸收、散射和透射三种。
其中，吸收是指大气层吸收辐射能量，散射是指辐射能量被大气中的分子和粒子散射改变方向，透射是指辐射能量穿过大气层到达地面。
3. 大气辐射的主要来源是什么？答：大气辐射的主要来源是太阳辐射和地球辐射。
太阳辐射是指太阳发出的能量，地球辐射是指地球表面吸收太阳辐射后再辐射出去的能量。
4. 大气辐射的能量分布情况如何？答：大气辐射的能量主要集中在红外线和可见光波段。
其中，红外线波段的能量占大气辐射总能量的大部分，可见光波段的能量占辐射总能量的一小部分。
大气物理练习题
大气物理练习题大气物理是研究地球大气现象和气候变化的学科，涉及到许多基础物理概念和理论。
以下是一些大气物理的练习题，通过解答这些题目，可以加深对大气物理学的理解。
1. 简述大气对太阳辐射的吸收、散射和透过的过程。
2. 解释为什么太阳辐射的峰值在可见光波段。
3. 描述太阳辐射与地球表面的能量交换过程。
4. 什么是反照率？如何计算一个物体的反照率？5. 为什么云层对太阳辐射的散射比清空的大气层更高？6. 描述冬季和夏季之间大气压力分布的差异。
7. 解释为什么水在海洋和大陆上的升华速率不同。
8. 什么是地面辐射？它对大气层的能量平衡有什么影响？9. 解释为什么大气对长波辐射比短波辐射更具吸收能力。
10. 描述大气中水汽的存在和迁移过程。
11. 解释为什么北半球和南半球的大气中气旋旋转方向相反。
12. 描述湿绝热过程和干绝热过程之间的区别。
13. 简述大气中温度的垂直分布。
14. 解释为什么气压随着高度的增加而减小。
15. 描述大气中的不稳定和稳定状态之间的差异。
16. 解释为什么温暖的空气上升，冷空气下沉。
17. 描述大气中的湍流现象及产生的原因。
18. 解释为什么大气层看起来呈现蓝色。
19. 简述大气层中常见的温室气体及其作用。
20. 描述温室效应对地球的影响。
希望通过这些练习题，您可以更深入地了解大气物理学，对相关概念和理论有更好的把握。
有关答案和更多具体解释，建议参考相关的大气物理教材或从事大气物理学研究的专业学者的资料。
加强对大气物理学的学习和理解，对我们更好地理解和应对地球气候变化具有重要意义。
大气物理辐射课后习题
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气辐射学课后习题解答
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
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习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()220020022112287244 1.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①107W/m 2；②1026W ；③1010, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=108km ）为S 1，在远日点时（d 2=108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=×108km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
答案： Wm2m 1， Wm2m 1Planck law 习题1 1）()()()()()()()2202021/25028842211528212112110,580010,5800(e 1)6.9610 3.742710143881.4961010exp 11058006.961013293.27861.496100.2877s s s C T r F m K F m K d r C d m W m m mK m m m K m Wm m m Wm m λμμλμμμμμμ-----==-⨯⨯=⎡⎤⎛⎫⨯-⎢⎥ ⎪⨯⎝⎭⎣⎦⨯=⨯⨯=2)()()210/584252110,300(e 1)3.7427101438810exp 11030031.18CTC F m K W m m mK m m K Wm m λμλμμμμμ---=-⨯=⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⨯⎝⎭⎣⎦=5、如果太阳常数增加4%⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆00S S ，太阳表面有效温度升高多少度，地球表面有效温度升高多少度（行星反射率为）。
答案：58K ，6、求夏至日在赤道与极点（= 90°N）大气上界水平面上太阳辐射日总量的比值。
答案：7、若不考虑日地距离变化，假定d = d 0，求出纬度 =0°、40°、90°处，在春分、夏至、秋分、冬至时大气上界水平面上太阳辐射日总量的值（Q d ）。
说明这三个纬度上Q d 年变化的不同特点。
答案：Q d （J m 2d 1）的数值如下：纬度春分夏至秋分冬至φ = 0° 107107107107φ =40° 107 107 107 107 φ =90° 0107()()2d m 0000000sin sin cos cos cos π864001367sin sin cos cos cos πcos tan tan ,T Q d S in rad ωϕδϕδωωϕδϕδωωδϕω=+=⨯⨯+=-春分δ=0；夏至δ=23O27‘；秋分δ=0；冬至δ=-23O27‘8、设有一气层，可只考虑其吸收作用，有一平行辐射，波长为，射入气层前的辐射通量密度为10Wm -2 m -1，经气层中吸收物质的含量u = lg/cm 2的吸收后，辐射通量密度为5W m -1。
求该气层的吸收率及质量吸收系数（k ）。
答案： cm 2/g()()2205/50%10/a W m m E A E W m m μμ⋅===⋅ 0,0,',,0',,0,0,,0221e e1'ln 1ln 0.510.693k ul k ul l E E E E E k u E gcmcm g λλλλλλλλλ-⋅-⋅--==⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭=-= 或0,'0,22111e 0.51'ln 0.51ln 0.510.693k uA k ugcmcm g λλτ-⋅--=-=-==-=-=9、波长 = m 的平行光束，垂直入射10m 厚的人工云层，射入前及透过云层后的辐照度分别为：F 0=100(mW cm -2)及F =(mW cm -2)。
设云中水滴数密度N （个/cm 3）及云滴半径r =10m 各处均一。
只考虑Mie 的一次散射。
求 ① 云层的容积散射系数’=?；② 云中水滴数密度N ；③ 若光束与云层法线成60°角入射，则射出云层后的辐照度F =？。
答案：①10-3 cm -1；②200个/ cm 3；③(mW cm -2) 1）0,0,,0,0,0,0,0,,01e ln 1'ln 10128.642ln 101000.125lk dll ll l E E E k dl E E k m E m m λλλλλλλλλ--⎰=⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫=- ⎪⎝⎭=⎰ 2）()232262210104.720.620.125198.9221010scsc sc sc sc rmmQ rk N k N cm r m ππλαλμσπσππ--⨯===∴=≈====⨯()0,0sec ,,00.1251022e1008.21zk dz l E E e mWcm λθλλ--⨯⨯-⎰===10、对于 = m 的太阳辐射，若只考虑大气的气体分子散射与O 3的吸收，当地面气压为1个大气压，O 3总含量uO = 2mm ，，太阳天顶角 = 40°时，求整层大气对此波长的透射率。
答案：()()()()()(),, 4.05,,0.008813 4.05exp 802100.00880.32 1.3037exp 0.160.8884 1.30370.254O R O O O O k u m meem m λλλδθδθλλτθ-⎡⎤-+⎣⎦-+---==⎡⎤=-⨯⨯+⨯⨯⎣⎦=-+⨯⎡⎤⎣⎦=11、地面气压为760mm 时，测量在—m 波段内的太阳直接辐射S，得到以下数据： 天顶角40° 50° 60° 70° S (Wm -2)求大气的透明系数P ，光学厚度及大气上界处S,0=？答案：，， Wm -2即为长法求大气顶太阳辐射通量密度。
(),,0ln ln 0m S S m λλλδ=- y A Bx =+ 假定不同太阳天顶角时大气性质不变，则透过率为常数。
当测得几组观测值后，可用线性回归求出斜率和截距： θ： 40 50 60 70 m=secθ： S λ： lnS λ：A= S λ0= (Wm -2) B= (光学厚度)透明系数：透过率：exp(B)=12、由飞机探测得到各高度的水平面上向上、下的辐射通量密度如下表（P 为各高度气压值）：P (hPa) 1010 786 701)m (W 2-↓⋅F )m (W 2-↑⋅F求各高度间气层的辐射变温率（℃/24h ）。
答案：℃/24h各高度E*为：P (hPa) 1010 786 701E*（Wm -2） 616)m (W 2-↑⋅F1010-786hPa:()24*2436009.8642.9616243600100478610101001.013/24hp Tg E tc pC h∆∆=-⨯⨯∆∆-=-⨯⨯-⨯=786-701hPa()24*2436009.8657.6642.924360010047017861001.458/24hp T g E tc pC h∆∆=-⨯⨯∆∆-=-⨯⨯-⨯=13、设有一温度T =300K 的等温气层，对于波长=14m 的定向平行辐射当只有吸收削弱时，垂直入射气层的透射率T r =。
试求：①气层对该辐射的吸收率，②若气层的光学质量u =(g/cm 2)求质量吸收系数k ；③气层的漫射辐射透射率f ，④气层本身的辐射出射度。
答案：①，②1cm/g ，③，④ Wcm -214、若将某行星表面视为黑体，其外由一层等温大气覆盖，该大气层对短、长波的吸收率分别为A 及A 1，大气上界与太阳光垂直的水平面上太阳辐射的辐照度为F 0，忽略行星-大气系统的反射效率。
（1） 当行星-大气系统达到辐射平衡时，计算行星表面的温度T p ； (2)该大气层一定具有保温作用吗？试分析说明之。
利用P109图5-24和6-36-4式写出行星表面和大气顶的辐射平衡方程()()440a L L 440s a L 1414p p F T A T A F A T A T σσσσ=+--+=求解可得()s 4L (2)42p F A T A σ-=-无大气时，行星表面温度为40e 4F T σ=见书后答案15、如在夜间地面上空布满云层，设地面为黑体，T 0=300K ，气压为P 0=1000hPa ，云底为黑体，温度T b =280K ，气压为P b =800hpa ，中间大气为等温T =285K 的灰体，其长波漫射透射率T f =。
试求：（1）地面的有效辐射，（2）中间气层的温度是要增加还是降低，求出变温率?=∂∂tT(℃/3h),（3）如果云底温度T b 改为260K ，则气层温度的变化将如何？ 答案：① Wcm -2，②℃/3h ，③1）(1-A) σT 04 A σT 4 ———————————————————— σT b 4σT 04———————————————————— (1-A) σT b 4 A σT 4不考虑大气对长波辐射的散射削弱，中间大气对长波的吸收率为10.6f A τ=-=1）地面有效辐射为：()()()44400444213000.42800.628595.41b E T A T A T Wm σσσσ-=---=-⨯-⨯= 2)中间气层的辐射差额为()()()()4440444084442*220.6 5.669610300280228535.772b b E A T T A T A T T T Wm σσσσ--∆=+-=+-=⨯⨯⨯+-⨯=变温率()3*336009.835.77233600100480010001000.19/3hp T g E tc pC h∂∆=-⨯⨯∂∆=-⨯⨯-⨯=3）若云底温度改为260K ，则中间气层的辐射差额为()217.8674E Wm -∆=-30.094/3hT C h t∂=-∂。