180 likes | 420 Views
Лекция № 4. Курс «Физика и химия атмосферы» Тема: Оптика и спектроскопия атмосферы ( ослабление радиации в атмосфере, поглощение, излучение, рассеяние). КОМФ УрГУ. Общая схема среднегодового теплового баланса планеты. Приведенные величины потоков имеют размерность Вт/м 2.
E N D
Лекция №4 Курс «Физика и химия атмосферы» Тема: Оптика и спектроскопия атмосферы (ослабление радиации в атмосфере, поглощение, излучение, рассеяние) КОМФ УрГУ
Общая схема среднегодовоготеплового баланса планеты. Приведенные величины потоков имеют размерность Вт/м2
Вертикальный профиль температуры в атмосфере. Средние широты - лето
Стандартные модели вертикальных профилей температуры в атмосфере. Зима и лето различных широт
Вертикальный профиль давления в атмосфере. Средние широты - лето
Вертикальный профиль концентрации водяного пара в атмосфере. Средние широты - лето
Вертикальный профиль концентрации СО2 в атмосфере. Средние широты - лето
Вертикальный профиль концентрации озона в атмосфере. Средние широты - лето
Вертикальный профиль концентрации N2O в атмосфере. Средние широты - лето
Вертикальный профиль концентрации CH4 в атмосфере. Средние широты - лето
Стандартный спектр солнечного излучения. Гладкая кривая – его аппроксимация Планковской функцией излучения абсолютно черного тела с эффективной температурой около 5800K.
Излучение абсолютно черного тела. Формула Планка, ее асимптотики. - постоянная Стефана-Больцмана Формула Рэлея-Джинса Формула Вина
Ослабление излучения в атмосфере - закон Бугера в дифференциальной форме - закон Бугера в интегральной форме - оптическая толщина атмосферы - коэффициент ослабления
Рассеяние (однократное, многократное, Рэлеевское) - упругое рассеяние (без изменения длины волны) на частицах размером много меньше длины волны падающего света Степень поляризации Рассеянная волна линейно поляризована вдоль направления, перпендикулярного плоскости, проходящей через направления распространения падающей и рассеянной волн. При рассеянии на сферических частицах степень поляризации p для неполяризованного падающего света равна: q- угол между падающей и рассеянной волной
Функция источника Трехмерное уравнение переноса с учетом многократного рассеяния - функция источника, определяемая свойствами рассевающих компонент атмосферы
Рамановское (комбинационное) рассеяние Комбинационное рассеяние света (эффект Рамана) — неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного), сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае комбинационного рассеяния света в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества. hn* Ev=1,j’ Ev=0,j + hn = Ev=1,j’+ hn* - закон сохранения энергии hn j - j’ = 0, +-2 – закон сохранения момента количества движения Ev=0,j
Поглощение hn = E v=1, j’ - E v=0, j - закон сохранения энергии j - j’ = +-1 – закон сохранения момента количества движения E v=1, j’ hn E v=0, j