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为什么大气不会向宇宙外泄?

2024-03-06 04:46:43大气治理1

一、为什么大气不会向宇宙外泄?

大气不会向宇宙外泄的原因是地球的引力场。

地球的引力场能够吸引并留住大气分子,使它们不会逃离地球进入太空。引力作用可以克服气体分子的速度,将它们保持在地球表面附近。

此外,地球的大气层也受到外部因素如太阳风和地球磁场的保护,这些因素有助于阻止大气逃逸。

因此,地球的引力和保护层使得大气不会向宇宙外泄。

二、大气辐射名词解释?

大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量,大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射(atmospheric radiation)。由于大气本身的温度也低,放射的辐射能的波长较长,故也称为大气长波辐射。

大气辐射的方向既有向上的,也有向下的。大气辐射中向下的那一部 分,刚好和地面辐射的方向相反,所以称为大气逆辐射。云多、空气湿度大,大气中含有水汽、二氧化碳越多,吸收的地面辐射越多,大气辐射越强。

大气吸收了地面辐射以后,又以辐射方式向外发射辐射。大气发出的长波辐射与大气温度有关,与天空云量有关。Paltridge(1970)发现云量每增加1/10,大气长波辐射就会增加6W/m²。当天空全部被云遮蔽后,地面获得的辐射中,大约有30%是来自大气长波辐射。在比较晴朗的天空,大气长波辐射也主要是由大气中的水汽、二氧化碳及少量臭氧发射的。

原理

当温度大于绝对零度时,大气中的气体(主要是氧和水汽)、水滴(云、雨和雾)和冰滴(主要在冰云中)均会辐射电磁能,并产生热辐射噪声。在微波波段,这种热辐射噪声的特性通常用亮度温度来表征,亮度温度与热力学温度之比称为发射率。分子中的电子从高能态跃迁到低能态时放出电磁能,形成辐射。分子吸收入射电磁能,使电子从低能态跃迁到高能态,形成吸收。一种分子具有的能态数是一定的。因此,它的辐射频谱和吸收频谱相同。根据基尔霍夫定律,发射率等于吸收系数。在气体中,分子密度小,碰撞只使谱线加宽,仍是离散的。但在固体或液体中,分子密度很大,碰撞使谱线混在一起而形成连续谱,在所有的频率上均有吸收和辐射。

在实际的大气传输过程中,因吸收和散射而损失一部分能量;另一方面,大气辐射又使总能量增加。

大气的辐射特点

﹙1﹚大气对短波辐射吸收很少,能让大量的太阳短波透射到达地面,而对地面辐射是极少能透射的。

(2)大气对长波辐射的吸收非常强烈,吸收作用不仅与吸收物质的分布有关,而且还与大气的温度、压强等有关。大气在整个长波辐射段,除8~12μm段外,其余的吸收率基本都接近1.8~12μm处透射率最大,所以这一波段被称为“大气窗口”。这个波段的辐射,正好位于地面辐射能力最强处,所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。

(3)大气成分中的水汽、液态水、二氧化碳及臭氧是长波辐射主要吸收者,它们对长波辐射的吸收均具有选择性。

﹙4﹚大气辐射一部分逸到宇宙中,大约有62~64%投向地面,投向地面的这部分大气辐射称为大气逆辐射。

(5)大气辐射为红外线长波辐射。

作用及影响

大气逆辐射会使地面增温,而地面增温又能加强地面辐射。

大气辐射噪声会对接收系统,特别是对噪声系数很低的系统造成有害的影响。但在大气无源微波遥感中,却能利用大气辐射噪声的各种特性,测量大气的温度分布、水汽密度分布和云中含水量等大气参数。

大气辐射传输特性

大气辐射传输特性是指电磁波在大气中传输时,大气中的粒子对电磁波吸收和散射作用,作用效果包括两方面:一方面,大气对目标自身辐射能量以及目标对太阳辐射的反射能量经过大气传输路径到达成像系统镜头前的能量衰减;另一方面,大气对太阳辐射能量单次散射和多次散射、对目标场景周围环境热辐射的多次散射、大气中粒子的自身热辐射等致使辐射传输到成像系统镜头前能量增强。辐射在大气中的能量衰减通常用大气透过率来表示,能量增强通常用大气程辐射来表示。

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三、可以把海水抽到太空吗?

目前技术上来讲,抽取海水到太空是不可行的。虽然太空中存在着水分子,但是那水分子大多数都散布在大气中非常稀薄的高层大气当中。

如果要想抽海水到太空,需要有一台又大又强大的抽水泵,需要承受从地面到太空高度的巨大气压差。

这是一个极其困难的技术挑战,需要有更先进的技术才能实现。此外,即使能够成功把海水抽到太空,也会面临许多其他问题,如运输、存储、使用等问题。因此,我们目前无法将海水抽到太空。

四、大气逆辐射和太阳辐射的区别?

太阳辐射与大气逆辐射的区别

(1)大气对太阳辐射有削弱作用(如吸收,反射和散射)

(2)但是,大气对太阳辐射的吸收作用是相当小的。地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上,使地面增温。地面辐射的能量主要集中在红外线部分,属于长波辐射。对流层大气中的水汽和二氧化碳等,吸收红外线长波辐射的能力很强。因此,地面放出的长波辐射除极少一部分透过大气返回宇宙空间外,绝大部分都被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收,使大气增温。所以,地面是对流层大气的主要热源。大气在增温的同时,也向外放出红外线长波辐射。这就是大气辐射。大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射正好相反,故称大气逆辐射。

五、大气幅射、反射和逆幅射有什么区别?

大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量,大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射。大气辐射的方向既有向上的,也有向下的。

大气辐射中向下的部分,因为与地面辐射方向相反,称为大气逆辐射。因此可以说大气逆辐射是大气辐射的一种,大气辐射中包括大气逆辐射。

大气辐射一部分逸到宇宙中,大约有62~64%投向地面,投向地面的这部分大气辐射称为大气逆辐射。

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