14. Что такое потенциальная температура, для чего ее применяют и как она изменяется с высотой при разной устойчивости атмосферы?
15. Что такое влажно-адиабатический процесс? Что больше сухо- или влажно-адиабатический градиент?
.
Это означает, что в теплом воздухе, где насыщающая влажность велика, влажноадиабатический градиент значительно меньше сухоадиабатического. Чем холоднее воздух, тем меньше насыщающая влажность и меньше различия градиентов.
16. В чем различия солнечной и земной радиации радиация (Почему лампочка светит, а батарей отопления – нет). Что такое солнечная постоянная?
Земная поверхность имеет температуру около 3000 К. Поэтому ее тепловое излучение приходится на диапазон длин волн, сильно отличающийся от солнечной радиации. По закону Вина, максимальная длина волны солнечного излучения λ= 2988/5870=0,5 мкм. Это видимый свет. Для излучения Земли λ= 2988/300≈10 мкм. Это невидимый, инфракрасный диапазон длин электромагнитных волн
Представив Солнце шаром с радиусом rс = 7∙105 км, можно определить полный поток солнечной радиации во всех направлениях 4π rс2∙σ Тc4 . Считая, что в космическом вакууме солнечная радиация не изменяется, можно утверждать, что на орбиту Земли с радиусом rз в каждой точке поступает от Солнца поток радиации, равный 4π rз2∙I0 , величина I0 представляет собой поток солнечной радиации на верхней границе атмосферы и называется солнечной постоянной.
Приравнивая поток радиации с верхней оболочки Солнца и на расстоянии орбиты Земли, можно получить ее значение I0=(rc / rз)2 σ Тc4 = 1380 Вт/м2.
17.Перечислить основные законы излучения. Указать тот из них, который позволяет вычислить полный поток радиации от солнца.
Закон Кирхгоффа. В условиях локального термодинамического равновесия любое тело поглощает только часть αλ потока энергии Bλ(T), излучаемой абсолютно черным телом, и излучает поток энергии ελ , т.е. ελ = αλ Bλ(T). Из этого следует, что поглощаемое абсолютно черным телом излучение Rλ равно его собственному излучению Bλ(T), которое зависит только от его температуры. Это значит, что температура абсолютно черного тела устанавливается в результате радиационного равновесия:
.
Закон Планка. Монохроматическое излучение Bλ(T) абсолютно черного тела при температуре Т зависит от длины волны по закону:
.
Закон Вина: По длине волны, на которую приходится максимум Bλ(T) , можно определить температуру излучающего тела. Формула связи приведена на рис.36. Там же помещены значения длин волн максимального излучения для каждой температуры излучающего тела. Закон Вина объясняет желтовато-белый цвет солнца, а также других тел, температура которых формирует тепловое излучение видимого глазу диапазона ЭМВ.
Полный поток излучения абсолютного черного тела B(T) может быть получен путем интегрирования функции Планка Bλ(T) по всем длинам волн. Величина B(T) определяется законом Стефана ‑ Больцмана: поток излучения абсолютного тела зависит от его температуры по формуле:
18. Как получается значение солнечной постоянной?
Представив Солнце шаром с радиусом rс = 7∙105 км, можно определить полный поток солнечной радиации во всех направлениях 4π rс2∙σ Тc4 . Считая, что в космическом вакууме солнечная радиация не изменяется, можно утверждать, что на орбиту Земли с радиусом rз в каждой точке поступает от Солнца поток радиации, равный 4π rз2∙I0 , величина I0 представляет собой поток солнечной радиации на верхней границе атмосферы и называется солнечной постоянной.
Приравнивая поток радиации с верхней оболочки Солнца и на расстоянии орбиты Земли, можно получить ее значение I0=(rc / rз)2 σ Тc4 = 1380 Вт/м2.