napsugárzás kölcsönhatás a légkörbe

4. kölcsönhatása napsugárzás a légkör

4.1. Az abszorpciós keresztmetszet, az abszorpciós koefficiens, a törvény Bouguer-Lambert-Beer

Attól függően, hogy a hullámhossz az elektromágneses sugárzás lehet teljesen felszívódik egy réteg a légkör, erősen legyengített felé a föld felszínén vagy meghosszabbítja szinte akadálytalanul. Különösen a napenergia ionizáló sugárzás (rövidhullámú) teljesen felszívódik a külső rétegek a légkör, kialakulását eredményezi az ionoszféra. A felszívódását hosszabb hullámhosszú része az ultraibolya sugárzás hatására napközben jelentős disszociációja O2 és az alacsony légköri összetevők, mint például a víz, a CO2 a tengerszint feletti 100 km. Az a képesség, az egyes komponenseket a légkör, hogy elnyelik a sugárzást, és abszorpciós keresztmetszet jellemzi abszorpciós együttható.

Tegyük fel, hogy az anyag réteg dx cm vastag sűrűségű sugárzás beeső E W / cm 2 merőleges a réteg felületére. Nyilvánvaló, a frakció elnyelt energia dE arányos a kezdeti áramlási, a réteg vastagsága (a pályaszakaszának a sugárzást elnyelő közeg), és a molekulák koncentrációja abszorbeáló anyag n:

A mínusz jel azt jelenti, hogy a fluxussűrűség csökken a áthaladás az abszorber réteg. Amint a fenti kifejezés, az együttható az arányosság a méretei megegyeznek területe s és az úgynevezett abszorpciós keresztmetszet [1]. Artwork sndx úgynevezett optikai réteg vastagsága:

Ha újra kiszámítjuk a réteg vastagsága dx a normál feltételek: dz =, ahol nL = 2,687 ∙ október 19 cm -3 - Loschmidt száma [2] (a száma gázmolekulák 1 cm 3 normál körülmények között), kapjuk dt = ADZ. ahol a = SNL - abszorpciós együttható [3] cm -1. - vastagsága az elnyelő gáz normál körülmények között (amikor a koncentráció egyenlő NL), a korábban, amelynek a vastagsága koncentrációban n. A nagyobb keresztmetszettel s, vagy az abszorpciós koefficiens egy, az aktívabb a gáz elnyeli a sugárzást.

Mi történik a napsugárzás a légkör az úton?

1. A sugárzás rövidebb, mint 200 nm felszívódik a felső atmoszférában.

2. A sugárzás rövidebb, mint 240 nm nem hatol alább 30 km miatt felszívódását O2.

3. Kibocsátási 290 nm rövidebb nem éri el a Föld felszínét az elnyelés következtében O3.

Továbbá, a napsugárzás részben felszívódnak a különálló részből áll a spektrum, mint például a gázok O3. H2 O, O2, CO2. abszorpciós sávokat, amelyek úgy tűnik, hogy a távoli infravörös tartományban.

Most már érthető, hogy miért a függőleges hőmérsékleti profil a hangulat egy ilyen bonyolult természetesen. Egy nagyon durva közelítés, a helyzet a következő. Felső légkör elnyeli rövidhullámú napsugárzás és fűtés következtében termoszférában. Mezoszféra magasságok ilyen sugárzás nem éri el, és a hosszabb hullámhosszú sugárzást, hogy szabadon áthaladását anélkül fűtés. Ezért, a hőmérséklet Mesospheric alacsony. Több alatt található sztratoszféra, amelyben ózon van jelen észrevehető mennyiségben. Az ózon teljesen elnyeli az ultraibolya sugárzást hullámhossz-tartományban 240-280 nm, és így „melegíti” sztratoszféra. Minden, ami továbbra is a szoláris spektrum (hosszú hullámhosszú ultraibolya, látható és infravörös sugárzás egy részét), a kis veszteségek áthatol a troposzférában és eléri a Föld felszínét [4].

Az infravörös régiójában 8-11 mikron van úgynevezett „átlátszó ablak”, amelyen belül hiányzik a gázok a légkörben jelenlévő, jelentős felszívódását a sugárzás. De a szerepe a „ablak” a beeső napsugárzás elhanyagolható miatt az alacsony relatív intenzitás napsugárzás a spektrális tartomány megfelelő ablakot. Egészen más a helyzet akkor a hősugárzás a Föld, a maximális amelynek közvetlen közelében található, a „Windows”. Mert az ő jelenlétében, egy jelentős része a Föld hőmérsékleti sugárzás szabadon távozik az űrbe.

Még több hosszú hullámú rádióhullámok napsugárzás csapdába az ionoszféra. További abszorpciós a légkörben, napfény szóródik az atomok és a molekulák a levegő (Rayleigh-szórás) és aeroszolok. Szemszögéből a fotokémiai folyamatok atmoszférában elsődleges fontosságú az, sugárzás, amelynek hullámhossza rövidebb, mint 400 nm.

Térjünk most vissza a leírást felszívódását. Tehát De = -Edt. Ennélfogva, a végső réteg vastagsága, van:

- törvény Bouguer-Lambert-Beer (P. Bouguer - J. H. Lambert - A. Beer).