农业气象学第二章辐射(2)
气象学复习思考题C
华中农业大学《农业气象学》复习思考题第一章大气一、名词解释1、气象学：应用物理学原理和数学物理方法来研究地球大气中各种现象和过程的科学。
2、气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象。
二、填空题 (说明：在有底线的数字处填上适当内容)1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。
2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。
3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。
4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。
5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。
6. 根据大气中 (9) 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。
7. 在对流层中，温度一般随高度升高而 (10) 。
8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。
9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 (13) 千米。
答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200三、判断题(说明：正确的打“√”，错误的打“×”)1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。
2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。
3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。
4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。
5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。
6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。
7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。
答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。
(农业气象学原理)第二章太阳辐射与农业生产
2、影响叶片对光的反射、透射和吸收能力的因 素
2021/6/18
表 含水率（％）与反射率（％）之间的关系
450 nm (blue) 550 nm (green) 650 nm (red) 850 nm (infrared)
equatations y=43.8x-21.8 y=29.2x+13.1 y=27.2x+17.6 y=42.6x+20.4
（2）、光周期感应的时期 所谓感应的时期，即感应的是光期长度还是
暗期长度。
2021/6/18
0
8
光
光照处理
16
24
暗
32 小 时
开花效应
短日性植物 长日性植物
开花
不开花
光
暗
开花
不开花
光
暗
不开花
开花
光
暗 光暗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
不开花
开花
光 暗光
暗
光
暗
光
光、暗期交替处理开花效应示意图
2021/6/18
不开花
开花
不开花
开花
在实际应用中，禾谷类作物的K值比较稳定， 因而使用平均值代替。
一般而言，K值小于1。据门司和佐伯测算， 草中K值为0.3～0.5，水平叶子作物层中0.7～ 1.0。而中科院上海植物生理研究所测得的水稻 叶层的K值为0.68～0.74，平均为0.71。
门司—佐伯公式适用的条件象均一介质是不 可能满足的。但在实际观测中，光在群体中的垂 直变化确实符合负指数规律，所以门司—佐伯公 式目前还是得到了广泛的应用。
22群体结构和叶片组织本身造成的损失群体结构和叶片组织本身造成的损失由于叶层较厚上层叶片吸收和反射了大部分光致使上层叶片处于光饱和点之上的光强下层叶片受光很弱即出现了上饱下饥的现象浪费了部分光这是由于群体中光分布不合理造此外透入叶组织中的光合有效辐射能只有一部分为叶绿素吸收而用于光合作用1030的光能被非光合色素以及细胞壁细胞质等吸收而损失了
气象学试题及答案
农业气象学试题(有答案)第一章大气一、名词解释题：2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。
如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。
二、填空题(说明：在有底线的数字处填上适当内容)1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：氮、氧、氩和二氧化碳。
2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线。
3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收长波辐射。
4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上低，夏天比冬天低。
5. 水汽是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。
6. 根据大气中温度的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。
7. 在对流层中，温度一般随高度升高而降低。
8. 大气中对流层之上的一层称为平流层，这一层上部气温随高度增高而升高。
9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高1200千米。
三、判断题：(说明：正确的打“√”，错误的打“×”)1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。
√2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。
×3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。
×4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。
√5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。
×6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。
√7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。
√四、问答题：2. 对流层的主要特点是什么？答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。
对流层的主要特点有：(1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内；(2) 在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃；(3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换；(4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。
农业气象学辐射PPT课件
（3）大气透明度
大气透明度是指透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。 大气透明度是用透明系数α表示。
a Rs / Rsc
Rs表示太阳总辐射 Rsc表示太阳常数
大气透明度与大气中的水汽、尘埃等有关。 这些物质越多，大气透明度越差，透明系数越小。
天气特别晴朗，污染较少时， α=0.9； 天空混浊，污染特别严重时， α=0.6； 一般情况下 α=0.84。
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2.散射辐射
太阳辐射被大气散射后，一部分朝向天空，另一部分投向地面， 散射到地面的部分称为散射辐射。 用Rsd表示。
Rsd 0.5Rsc(1 am )sinh
散射辐射的大小与太阳高度角、大气透明度和太阳质量数有关。
► 太阳高度角增大 → 直接辐射增大，散射辐射也增大。
► 太阳高度角一定时， 大气透明度不好(α值小)
中高纬度地区：夏季月份最大，冬季最小。 低纬度地区（0-20°左右）：一年中有两个最大值，
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北半球大气上界不同纬度上太阳总辐射日总量的变化
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在一定温度T下，物体对某波长λ的吸收率αλT等于该物体在同
a 温度下对该波长的发射率ελT。
T
T
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2. 普朗克(Planck)定律 <1900年>
普朗克根据辐射过程具有量子特性的假设，导出了与试验相符合的普朗克公
式，求出了黑体辐射能力与黑体的温度及波长的关系。
EB(Black)是绝对黑体发射的单位波长辐射通量密度，单位：W/m2 μm
氧：吸收波长小于0.2 μm的紫外线， 还少量吸收可见光区。
O3：强烈吸收 0.2-0.3 μm的紫外线。 CO2：仅对红外区2.7 μm和4.3 μm附近
农业气象学原理
农业气象学原理第一章绪论1生物有机体的生长发育和产量形成生物体的全部生命过程，既存在它内部生命活动的矛盾，又存在它与外界自然环境的矛盾，这些矛盾构成一个辩证的统一整体，生物体的生命活动就是这些矛盾作用下的结果。
生物有机体发展的内因充满着各种矛盾，同化和异化则是基本矛盾，贯穿于生命活动的始终。
生物有机体生长发育的外因也是一个复杂的外部矛盾的总体，既有不同的外界自然因子如土壤、气候、地形地势等与生物有机体的矛盾，又有外界人为因素如农业措施，社会经济条件条件等与其生育的矛盾，外部矛盾是生物体发展的条件，它和内部矛盾一起，影响生物体发展的进程，参与决定生物体发展的性质和方向。
2、农业生产与气象条件在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中，气象因子是十分重要的，它是动植物生活所必需的基本因子。
农业生产的一个特点是地域性和季节性都很强，发展农业生产，必须“因时因地制宜”，所谓时，实际是指气象条件，说明气象条件对农业生产的重要意义。
我国农业生产的优良传统之一，就是推行精耕细作技术体系，这也是我国农业生产一个显著特点。
3、农业气象学的定义农业气象学是研究农业生产与气象条件的相互关系及其规律的科学，它是根据农业生产的需要，运用农学和气象科学技术来不断揭示和解决农业生产中的农业气象问题，以谋求合理利用气候资源战胜不利气象因素，促使农业发展的实用性学科。
农业气象学的研究对象不能单指生物体及其生产过程，也不能单指生物体所处的气象环境，而是生物体与气象条件两者相互作用的规律及其影响，一方面研究农业生产对气象条件的要求和反应，气象条件对农业生产的影响；同时，另一方面也研究农业生产对气象条件的影响。
4、农业气象学的主要内容大体可归纳为以下几个方面（一）农业气象基本方法与理论的研究（二）农业小气候研究（三）农业气象灾害规律及防御措施的研究（四）农业气候资源分析及其开发利用研究（五）农业气象情报、预报方法研究与服务（六）因地制宜开展专业气象研究和服务第二章太阳辐射与农业生产1、光是生物体生命活动的能量源泉到达地球上的太阳辐射就其最主要的作用而言是产生光合效应、热效应和光的形态效应。
大学农业气象学知识点汇总
农业气象学第一章地球大气1、大气圈：大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气圈层称为大气圈。
2、大气组成：干洁大气、水汽、气溶胶粒子。
3、水汽的作用：（1）在天气、气候中扮演了重要角色；（2）保温效应4、气溶胶粒子的作用：（1）保温；（2）削弱太阳辐射；（3）降低大气透明度5、温室效应：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发射辐射，对地面起保暖增温作用。
6、气象要素：表征大气状态（温度、体积和压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量成为气象要素。
7、大气垂直结构：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。
（1）对流层特点: ①气温随高度升高而降低。
②空气具有强烈对流运动。
③主要天气现象都发生于此。
（天气层）④气象要素水平分布不均匀。
（2）平流层：温度随高度的增加而升高。
（3）中间层：温度随高度增加而降低。
（4）热成层：温度随高度的增加而升高。
（5）散逸层：温度随高度升高变化缓慢或基本不变。
第二章辐射1、辐射：通过辐射传输的能量称为辐射能，也常简称为辐射。
辐射的波粒二相性：波动性，粒子性。
2、辐射的基本度量单位（1）辐射通量：单位时间内通过任意面积上的辐射能量，单位J/s 或W。
（2）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量，单位J/(s•㎡)或W/㎡。
（辐射强度：即单位时间内通过单位面积的辐射能量。
）（3）光通量：单位时间通过任意面积上的光能，单位为流明（lm）。
（4）光通量密度：单位面积上的光通量，单位为（lm/㎡）。
亦称为照度，单位勒克斯（lx）。
3、辐射的基本定律：（1）基尔荷夫定律：在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。
（2）斯蒂芬—玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。
说明物体温度愈高，其放射能力愈强。
（3）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。
表明物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短。
[实用参考]农业气象学.ppt
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本章难点：
光周期学说及其应用， 光―光合作用关系理论分析。
§1 光的生物学意义与植物的光学特性
一、光的生物学意义 二、植物的光学特性 三、光在群体中的分布
一、光的生物学意义 1、太阳辐射的重要性 ● 太阳辐射是地球上生物有机体的主要
层层的反射、透射和吸收，当然还包括漏射， 而被削弱，形成了一个较复杂的过程。
关于群体叶片对日光的反射、透射和吸收 能力，可归纳出以下四点看法。
（1）同一种农田的植被，对于不同波长的 辐射，其反射、透射和吸收能力不同。
（2）同一种波长的辐射，不同作物、同一 作物不同的生长发育状况（包括品种、密度、 叶龄、叶形、叶片的颜色和含水量等等），其 反射、透射和吸收能力不同。
%0
100 80 60 40 20 0 相对株高%
（油菜株高158厘米，小麦株高123厘米）
在实际工作中常用透光率来表征农田中 的透光情况。
透光率：所测高度处的照度与农田上方 照度的比值，用小数或百分数表示，也称相 对照度。
● 农田中透光率的分布曲线与光强 的分布曲线完全一致，亦随深度迅速递 减，其递减率与叶片的铅直分布关系密 切。
● 光长，即光照时间的长短。 ● 光强，即光照的强弱。 ● 光质，即光谱组成的不同。
4、研究太阳辐射与农业生产的重要意义 ● 绿色植物通过光合作用所合成的物质约占 其干重的90～95%； ● 太阳辐射能投射到植物体上真正为植物所 利用进行光合作用部分却很少。光能利用率低。 因此，提高作物的光能利用率是农业生产中 的一个十分重要的课题，当然也是农业气象学的 主要任务之一。
第二章 太阳辐射与农业生产
主要特性 §2 光照长度对植物的影响 §3 光照强度对植物的影响 §4 不同光谱成分对植物的影响 §5 光能利用率及其提高途径 实习1：作物光能利用率的计算及分析
农业气象学重点题
农业气象学重点题绪论第一节气象学研究对象和任务气象要素的定义：常采用一些特征，如温度湿度气压风云能见度降水日照等，这些特征量就被称为气象要素。
气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。
主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等农业气象要素：光热水汽风与农业的相互关系气象学研究的任务：把大气当做研究的物理客体，从定性和定量两方面来说明大气的特征研究导致大气现象发生和发展的能量来源性质及其变化研究大气现象的本质，进而了解大气现象，寻求其发生发展的规律农业气象学研究的对象任务和方法农业气象学的定义：农业气象学是研究生产与气象条件的相互关系及规律，并根据农业生产的需要，应用气象科学技术，充分合理地应用农业气候资源，战胜不利的气象条件，促进农业高产稳产优质低耗高效的一门学科。
二．农业气象学的研究对象（1）研究农业对气象条件的要求。
（3）解决方法。
（2）气象条件对农业的影响。
（4）保证农业生产。
三．农业气象学的研究方法1 平行观测法：同时观测气象要素和农作物生长发育状况2 地理播种法：在一年内可得到同一品种在若干不通气候条件下的生长发育资料，可缩短观测年限。
3 分期播种法：一年中可以得到5~10期或更多不同天气过程对该作物发育期影响的资料4 地理分期播种法：将地理播种法和分期播种法结合起来5人工气候实验法第一章大气第一节大气的组成和垂直结构大气的组成：大气由干洁大气水汽和气溶胶离子组成1 干洁大气：不含水汽和气溶胶离子的混合空气补充：大气中的臭氧浓度是很低的，可他却能吸收波长为200~280nm的全部紫外线和280~320nm绝大部分紫外线大气的垂直结构：对流层？平流层高层（中间层热层散逸层）第二节．大气污染大气污染的来源：自然源（火山火灾等）人工源（农业工业交通生活污染等）大气污染的定义：自然界及人类活动向大气排放各种污染物，当污染物超过环境所能允许的极限时，大气质量发生恶化，使人们的生活工作健康状况以及生态环境遭到恶势影响和破坏，此类现象称为大气污染一．大气污染物根据大气污染物的存在状态分为：颗粒污染物和气态污染物二．大气污染物的影响对人类环境的影响对农业生产的影响对全球气候的影响对植物影响较大的大气污染物：SO2 O2 PAN-过氧已酰硝酸酯Cl2 HF C2H2(乙烯) NOX1.SO2对植物的危害措施：增施钾肥或喷灌1%石灰水可减轻危害2.HF:喷施0.3%的石灰水或在0.3%的石灰水中加入尿素和硫酸锌3.NH3对植物的危害的防治方法：远离；施用氮肥三．大气污染物指示植物：1，二氧化硫：首苜2.PNA：菜豆3.HF:唐菖蒲4.NO2：香苑5．O3：烟草6:。
《农林气象学》课程笔记
《农林气象学》课程笔记第一章辐射第一节辐射的基础知识一、辐射的定义- 辐射是一种能量的传递方式，它不需要介质即可在真空中传播。
- 辐射可以表现为电磁波或粒子流，电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等，而粒子流包括阿尔法粒子（α粒子）、贝塔粒子（β粒子）等。
二、辐射的有关物理量- 波长（λ）：是辐射波动的一个周期内两个相邻波峰或波谷之间的距离。
不同波长的辐射具有不同的性质和应用。
- 频率（f）：是单位时间内波动经过某一点的次数，与波长成反比，即f = c / λ，其中c 是光速。
- 波速（c）：指波动在单位时间内传播的距离，在真空中，电磁波的波速约为3 x 10^8 m/s。
- 波数（σ）：是波长的倒数，通常用来描述光谱特性，σ= 1 / λ。
- 光子能量（E）：是单个光子所携带的能量，E = h * f，其中h 是普朗克常数，约为6.626 x 10^-34 J·s。
三、辐射的基本定律- 辐射强度定律（斯特藩-玻尔兹曼定律）：一个黑体单位面积上在单位时间内辐射出的总能量与黑体温度的四次方成正比，表达式为I = σ* T^4。
- 辐射温度定律（维恩位移定律）：黑体辐射的峰值波长与黑体的绝对温度成反比，表达式为λ_max * T = b，其中 b 是维恩常数。
- 辐射能量分布定律（普朗克黑体辐射定律）：描述了黑体在不同温度下辐射能量随波长的分布情况，该定律通过普朗克公式来描述。
第二节太阳辐射的基础知识一、太阳辐射强度和太阳常数- 太阳辐射强度是指太阳发出的电磁辐射在单位面积上的功率。
- 太阳常数是指在地球大气层外，垂直于太阳光线的单位面积上接收到的太阳辐射平均功率，其值约为1367 W/m^2。
二、太阳高度角和太阳方位角- 太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，它随着时间和地点的不同而变化。
- 太阳方位角是指太阳光线在地平面上的投影与正南方向之间的夹角，它也随时间和地点而变化。
华中农业大学农业气象学复习要点
农业气象学复习要点第一章大气1、干洁大气：没有水蒸气以及其它悬浮物颗粒的大气成为干洁大气干洁大气的主要组成成分：N2>O2>Ar>CO22、O2和臭氧的作用①由于动植物需要呼吸以及通过氧化作用获取热量以维持生命，因此氧气是维持人类及其他生物生命的重要气体；有机物质的燃烧以及分解作用都需要氧气②臭氧层可以吸收太阳光中的长波紫外线。
（例如减少温度）3、CO2变化规律及其意义二氧化碳的含量随时间和地点不同会产生差异，一般夏季含量少，冬天多，白天少，夜间多，农村少，城市、工矿区多。
二氧化碳属于温室气体，能够强烈吸收和放射长波辐射，对空气和地面有增温效应。
4、大气的垂直结构从下到上依次为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。
对流层特征：①气温随高度增加而降低②空气具有强烈的对流运动③受地面影响大，气象要素水平分布不均。
平流层特征：①气温随高度增加而增加②空气以水平运动为主③水汽含量少，大多数时间天气晴朗。
中间层特征：①气温随高度增加而迅速降低②气流具有强烈的垂直运动热层特征：①气温随高度的增高而迅速增高②空气处于高电离状态思考题：1.大气中的二氧化碳浓度的日变化、年变化规律和原因。
答：①二氧化碳浓度的日变化规律：夜间二氧化碳的浓度高于白天二氧化碳的浓度，由于植物的光合作用白天吸收二氧化碳释放氧气，夜间由于呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，因此二氧化碳白天的浓度低于夜间的浓度。
②二氧化碳的年变化规律：在北半球，夏季气温高，日照强，空气含水量高，植物的光合作用最大，导致二氧化碳浓度低；冬季北半球气温低，日照弱，空气含水量低，外加植物落叶或枯萎，导致植物的光合效率达到最低，CO2浓度在一年中最高。
2.对流层的主要特点答：①温度随高度的增加而降低。
由于对流层和地面相接触，空气从地面吸收热量，温度随高度的增加而降低。
②空气具有强烈的对流运动。
由于地面的不均匀受热，产生了空气的垂直运动，高层和低层的空气能够相互交换，对成云致雨有重要作用③气象要素分布不均匀。
《农业气象学》第2章 辐射
• 2.3.2、太阳辐射在大气中的减弱
• 太阳辐射透过大气层后，由于大气对太阳辐射有减弱作用，其总 能量减少，辐射波谱也有所改变。以大气上界得到的太阳辐射能 为100%的话，经过大气层后，大气吸收了14%，大气散射和云层、 地面反射共返回宇宙空间43%，能直达和散射到达地面且被地面 吸收的仅43%。可见大气减弱太阳辐射是强烈的。
北纬66.30度出现
• 秋分—冬至
北半球随纬度的增加 昼长缩短
• 冬至－春分
北半球随纬度的增加 昼长增加
• 可照时间 从日出到日落太阳光可能照射 的时间间隔
• 日照时间 一天中太阳光实际照射地面的 时间
• 光照时间＝可照时间＋曙（暮）光时间 • 民用 0－6度 天文 0－18度 • 日照百分率＝日照时间 / 可照时间×100
• 2.3.1.2 太阳常数：
• 当地球位于日地平均距离时(约1.496×108km)，在地球大气上 界投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度称为太阳常数。
• 太阳常数值并不是恒定不变的，其值在1325W·m-2～1457W·m-2之 间。1981年WMO仪器和观测方法委员会第八次会议推荐：太阳 常数值为1367+-7W·m-2。
• 水汽：主要吸收红光及红外线，在0.93～2.85um的红外线区有三个强烈吸收 带，在6～7.3um红光区有三个较弱的狭窄吸收带。
• CO2及微尘杂质：CO2吸收4.3um红外线，微尘杂质在一般情况下作用很少、只 有在空气含尘量特大时才比较显著（沙暴、火山）。
• 特点：大气对可见光谱区吸收极少，吸收范围主要在太阳辐射光谱的两端。 吸收后使太阳光谱变得不规则
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自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上, 都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能 量的方式称为辐射。物体通过辐射所放出的能量，称为 辐射能，简称辐射。 辐射是以电磁波的形式向外放散的。是以波动的 形式传播能量。
2、光谱
λ 0.4
E(J) 4.97×10-19
E 值（ kJ) E/J（1J能量含几个爱因斯坦） 299.2 3.34×10-6(个爱因斯坦光量子群)
0.5
0.6 0.7 0.8
3.97………
3.31……… 2.87……… 2.49………
239.4
199.5 171.0 149.9
4.18…………………..
透过物体的辐射 t 投射于物体表面的辐射
t 1 其中 ， 如物体不透明则 1
关于黑体(a=1)和灰体(a <1)
短波 长波
长波吸收率aL 长波反射率γ
L
下垫面
a 1 土壤
短波反射率α
0.05~0.40 0.15~0.25
0.95 0.4~0.7 0.95
0.90~0.98 0.90~0.99
2
积分结果： EBT=δT4 δ是斯第芬—波尔兹曼常数5.67×10-8J/( m2.s.k4)。
任何高于-273℃的物体都会向外发射辐射，那么，物体 发射辐射的波长和能量是多少呢？ 发射辐射又要受哪些因子影响呢？
2. 普兰克第二定 律
黑体发射辐射分布定律
2 hc E B 5 hc exp 1 KT
2
式中：h是普兰克常数6.63×10-34（J.s），c是光速 3×108m/s，K是波尔兹曼常数1.38×10-23(J/k)。
从右图可看出： 1）T越高，曲 线下面积越大 ，发出的总辐 射就越多； 2）发射辐射波 长峰值（即在 这一波长发出 的辐射通量密 度最大）随T下 降向右偏移， 即随温度降低 ，发射辐射的 波长峰值就越 长。
普朗克定律说明：某物体，当温度一定(如：太阳 6000K，地球平均为288K)，它是可以发出不同波长的辐 射的；当给定一个波长λ后，就可计算出此物体在这个温 度下，所发出的这个波长λ的能量是多少。
0.99 0.99 0.10
0.1~0.02 0.1~0.01
0.01 0.01 0.90
作物植被 a 1
新雪 旧雪 金属铝箔
④辐射通量密度(radiation)：
• 物体在单位面积上单位时间内发射 或吸收、反射、透射的辐射能量，单位 W/m2 或J.m-2.s-1。 黑度 :同一温度下，实际物体的辐射能力恒小于同温
5.01………………….. 5.85………………….. 6.67…………………..
爱因斯坦和爱因斯坦值： 从上面看到每一个光量子所含 能量太小,使用很不方便。采用爱因斯坦值“E”作为光量 子所携带的能量，即1mol光量子，也叫1个爱因斯坦（ 6.02×1023个光量子）所携带的能量E =e×6.02×1023。1 个爱因斯坦指的是6.02×1023个光量子数。
度下黑体的辐射能力。不同物体的辐射能力差别较大 ，用黑度e表示物体的辐射能力：
黑度表示实际物体接近黑体的程度。黑度是物体 的一种性质，只与物体本身的情况有关，与外界因素 无关，其值可实验测定。
实际 物体 辐 射能力 E 黑体的 辐射能力 Eb
二、基本定律 普朗克第一定律：
e hc /
其中：h—普兰克常数,它等于6.63×10-34J.S，c—光 速=3×108m/s，λ—波长 (μm)。 从公式看出：波长越短,e就越大，即：波长超短，每 个光量子所带的能量越多。Gamma刀可作脑手术、X光照 片等，因其波长短，能量很大。λ越长,e越小,携带的能量 越少。 例：0.4μm是可见光中的蓝紫光，它的每个光量子所含 能量是多少？ e=hc/λ=6.63×10-34J.S×3.0×108m/s /0.4×106m =4.97×10-19J
思考？
讨论并判断： (1).太阳辐射是短波辐射，地球辐射是长波辐射。 ╳ 地球发射的λ＝0.1～ 3.0 μm的短波辐射Ee 0
(2）.太阳发出的长波辐射比地球的长波辐射少。
╳
3.基尔霍夫定律
俄国科学家基尔霍夫（Kirchhoff）发现：在自然界 中，在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体 在同温度下对该波长的发射率。
a T T
黑体吸收能力最强，那么它的反射能力就
最弱。 解释：为什么冬季化雪融冰要往地上一些撤土？
4. 斯第芬—波尔兹曼定律： 物体所发出的所有波长的能量进行积分就得到物体在一 定温度下发出的总辐射能量。即
2 hc E d B T 0 hc 5 exp 1 KT
光合有效辐射（PAR） 太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光 合有效辐射。 PAR是Photosynthetically Active Radiation 的英文缩写。PAR的波长范围在0.4～0.7μm,与可见光基 在光合有效辐射波长范围内，决定植物光化学反应的 本重合。 不是叶片吸收了多少辐射能量，而是吸收了多少辐射光量 子个数μEi或Ei。按光化学原理，一个分子吸收一个光量 子，可以引起一个分子的化学反应。即要使1 mol的化合 物起反应，则需要吸收1 Ei（爱因斯坦）的光量子。 因此，在研究辐射与植物光合作用的关系时，实验所 用观测仪器宜采用光量子辐射仪，其单位宜采用光量子通 量密度较合理。近年来一些学者作了大量的有关“不同波 长光量子光合产量测定”的科学实验，并从量子理论的角 度加以证明后，建议采用光合光量子通量密度（Ei/(m2· s) 或μEi/(m2·s））表示被植物光合作用利用的辐射光量子 数。
c
波！
短波波长0.1～3.0μm，长波3.0～+∞。
3. 自然界物体辐射特性 ① 吸收率(absorptivity)：
物体吸收的辐射 投射于物体表面的辐射
② 反射率(reflectivity)： ③ 透射率(transmissivity)：
物体反射的辐射 投射于物体表面的辐射