Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lab_Uchenie_ob_atmosfere.doc
Скачиваний:
73
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
570 Кб
Скачать
☆

Варианты исходных данных

Вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

z, м

54

120

250

75

290

36

90

180

100

300

Р, гПа

1020

1015

990

1005

1013

985

1018

995

1010

985

t,C

-20

-15

25

10

0

7

-2

2

-10

10

Задание 2

Определить давление воздуха на высоте z, если давление на уровне моря Р0, а вертикальный барический градиент G.

Варианты исходных данных

Вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

z, м

50

70

100

120

150

170

200

250

300

350

Р0,гПа

1025

1005

1012

1020

1002

1015

1010

1000

995

990

G,гПа/ 100м

13,2

12,2

13,4

12,5

13,0

11,2

12,8

12,0

11,5

11,0

Задание 3

Определить давление на уровне моря, если давление на уровне станции Р, высота станции z, барическая ступень h.

Варианты исходных данных

Вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

z, м

120

150

170

200

230

250

270

300

350

400

Р, гПа

1010

1016

1007

1005

1000

995

1016

1013

1000

995

h, м/гПа

8,2

7,9

8,3

8,5

8,6

8,1

8,0

7,8

7,5

7,0

Задание 4

Давление воздуха на уровне моря 1000 гПа, температура 17С. Определить приближенно давление на высоте 5 км, условно считая, что вертикальный барический градиент не меняется с высотой. Как изменится результат при учете изменения вертикального градиента давления с высотой?

Контрольные вопросы

1.Как изменяются с высотой вертикальный барический градиент и барическая ступень и каков характер изменения давления с высотой?

2.В каком воздухе – холодном или теплом, сухом или влажном – давление быстрее изменяется с высотой?

3.На каких широтах – низких или высоких – давление быстрее изменяется с высотой при прочих равных условиях?

Лабораторная работа № 4 расчет эффективного излучения и радиационного баланса земной поверхности

Общие указания

Коротковолновая радиация

Земная поверхность и атмосфера получают тепло от Солнца в виде прямой радиации. Энергетическая освещенность прямой радиацией зависит от высоты Солнца и прозрачности атмосферы. Зная энергетическую освещенность перпендикулярной к лучам площадки (Sm), можно рассчитать энергетическую освещенность горизонтальной площадки (S′) (инсоляцию) с помощью следующего соотношения:

S′ = Smsinh (1)

Помимо прямой радиации к коротковолновой радиации относятся: рассеянная(прямая радиация, рассеянная атмосферой),суммарная(сумма потоков прямой и рассеянной радиации) иотраженная (радиация, отраженная Землей и атмосферой).

Энергетическую освещенность рассеянной радиации, помимо непосредственных измерений можно рассчитать при безоблачном небе по приближенной формуле

D=b(S0–Sm)sinh (2)

где S0– энергетическая освещенность прямой радиацией (кВт/м2), перпендикулярной к лучам площадки на верхней границе атмосферы, которую можно определить по Приложению 7 в/6/, параметр bравен 0,30 – 0,33 при средних условиях замутнения атмосферы.

Энергетическую освещенность суммарной радиацией (Q) получим как сумму:

Q=S′+D(3)

Часть суммарной радиации, отраженной поверхностью (атмосферой), называется отраженной радиацией (R). Их отношениеА = R/Qхарактеризует отражательную способность подстилающей поверхности (атмосферы) и называетсяальбедо. Иногда альбедо выражают в прцентах, т.е.:

А = (R/Q) 100% (4)

Отраженная радиация:

R=AQ(5)

Все виды коротковолновой радиации в системе СИ измеряются в кВт/м2. Не отраженная поверхностью часть суммарной радиации (Q – R) поглощается поверхностью (атмосферой) и называетсяпоглощенной коротковолновой радиациейили коротковолновым радиационным балансом поверхности (атмосферы).

Длинноволновая радиация и радиационный баланс

Поглощая коротковолновую солнечную радиацию, земная поверхность нагревается и становится источником низкотемпературного, т.е. длинноволнового излучения.

Поток теплового излучения подстилающей поверхности (Еs), направленный в сторону атмосферы, можно рассчитать по формуле

Еs = Т4 (6)

где Т – температура поверхности в К, = 5,67Вт/(м2К4) – постоянная Стефана-Больцмана,

 - относительная излучательная способность поверхности. Значение Т4 можно найти в приложении 10 в /5/. Длина волны m (мкм), на которую приходится максимум теплового излучения, может быть определена на основании закона Вина:

m = 2897/Т (7)

Собственное тепловое излучение атмосферы, направленное к земной поверхности, называется противоизлучением атмосферы (Еа). Оно зависит от температуры и может быть рассчитано с помощью полуэмпирической формулы Д. Брента:

Еа = Т4 (а’ + b) (8)

где a’ и b – эмпирические константы, е – парциальное давление водяного пара в гПа, Т – температура воздуха в К.

Разность между собственным тепловым излучением поверхности и поглощенной частью противоизлучения атмосферы называется эффективным излучением подстилающей поверхности Ее:

Ее = Еs - Еа (9)

Для Ее формула Д. Брента будет иметь вид:

Ее = Т4 (a - b) (10)

где а = 1 - а’. Согласно Т.Г. Берлянд а = 0,39; b = 0,05.

Учитывая разность температур поверхности земли (Т0) и воздуха (Т), в формулу (9) следует внести поправку:

Ее = (-Т4) (11)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]