大气吸收作用
大气分子的吸收散射作用
大气分子的吸收散射作用大气分子的吸收作用大气各种气体分子对电磁辐射具有吸收性质。
太阳辐射经过大气层时会被气体分子吸收一部分能量。
大气分子通过改变分子的旋转、振动或者电磁状态完成对辐射的吸收（Vermote et al ，2006）。
旋转状态的改变主要发生在微波或者远红外等低能量区域；振动状态的改变主要发生在较高能量的近红外区域，而电磁状态的改变主要发生在紫外线和可见光部分等高能量区域。
大气分子吸收主要源于氧气，臭氧、水汽、二氧化碳，甲烷和二氧化碳这六种气体的吸收作用。
其中前四种气体在大气中分布稳定，而且与大气充分混合，可以看成是常数。
后两者在大气中变化较大，与时间和地点紧密相关。
气体吸收对波长具有较明显的选择性。
氮气吸收主要发生在紫外光以外，波长小于0.2um 的电磁波几乎被氮气吸收；臭氧吸收主要发生在小于0.3um 的波长范围内，波长小于0.3um 的太阳短波辐射在入射到地表之前已被吸收完毕。
氧气吸收主要发生在0.76um 处；水汽吸收主要发生在大于0.7um 的波长上；二氧化碳主要发生在2um 处，至于甲烷的吸收发生在更远的波长。
不同的大气分子含量会具有不同的吸收率和透过率，但各种气体的吸收作用相对独立，其综合吸收作用是各种气体吸收作用的相乘。
大气分子的散射作用太阳辐射与大气分子发生碰撞时会发生散射作用，从而改变光场能量分布。
由于太阳辐射的波长远大于大气分子半径，其散射为瑞利散射。
光子通过大气层时会与气体分子发生瑞利散射，波长为λ的瑞利散射光学厚度R λτ定义为：dz z R)(0⎰∞=λλβτ其中)(z λβ为高度为z 的大气层气体分子的衰减系数（1-m ）。
Hansen 等人（1974）给出了R λτ简单计算公式：A R e P 125.042425.1013)00013.00113.01(008569.0----++=λλλτλ其中P 为地表大气压强（hPa ），A 为海拔高度（km ）。
大气对太阳辐射的削弱作用体现在哪些方面
大气对太阳辐射的削弱作用体现在以下几方面。
工具/原料
太阳
大气
方法/步骤
1. 1
总体上大气通过吸收反射和散射三种途径削弱太阳辐射。
2. 2
吸收作用：大气平流层中的臭氧（O3）吸收太阳辐射里的紫外线（uv），而对流层里面的大量水气和二氧化碳CO2吸收太阳辐射中红外线。
大气吸收占比约19%。
3. 3
反射作用：通过云层反射削弱，云层越厚则反射越强烈。
此外，在地面也会被地面、水面、叶面等反射损失。
4. 4
散射作用：空中弥散大量微小尘埃和空气分子选择性吸收可见光中的蓝紫光。
较大颗粒的尘埃通过无选择散射削弱太阳辐射。
上述反射和散射贡献占比约34%。
5. 5
地面吸收太阳辐射，占比大概47%。
END
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大气受热过程和大气保温作用
案例分析
“不时不食”，讲的是吃东西要应时令、按季节。然而，到了如今，冬天吃西瓜、夏天吃 萝卜，反季节蔬菜大行其道，这又是为何呢？试用解释温室大棚的保温原理？
案例分析
地 面 辐 射
• 白天塑料薄膜、玻璃等材料能够透过 太阳光，照射到地面，地面产生长波 辐射，而透明覆盖材料能够阻挡长波 辐射，从而通过土壤、墙体蓄积更多 的热量；
大气受热过程和大气的保温作用
大气的受热过程
学习目标
1.运用示意图，说明大气的受热过程并解释相关现象。 2.运用示意图，说明大气的保温作用并解释相关现象。
太阳辐射
大气反射
大气 吸收、散射
“太阳暖大地”
大气的削弱作用：反射、散射、吸收
大气的受热过程
50 %
臭氧,氧原子
太阳辐射的能量主要集中在可见光区
• 到了夜间，由于透明覆盖材料的保温 作用，使得室内环境温度不至于过低。
思考2
月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达 1270C，夜晚则降到-1830C。为什么月 球表面昼夜温差比地球大得多？请用大气的受热过程解释。
白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱 作用，升温快，气温很高。
夜间由于没有大气的保温作用，月球表 面温度骤降，气温很低
思考3
在晚秋和寒冬，为什么霜大气对太阳辐射的削弱作用
• 大气吸收作用
短波辐射
大气上界
高层大气
氧原子几乎全部吸收了波长小于0.175微 米的紫外线
平流层
臭氧大量吸收波长大于0.175微米的 紫外线
对流层
二氧化碳、水汽吸收红外线
绝大部分可见光直接到达 地面
（一）大气对太阳辐射的削弱作用 • 大气反射作用
水汽、云、浮尘反射所有太阳辐射，云层越厚，反射越强。
大气对电磁辐射的吸收作用 成分的密度
大气对电磁辐射的吸收作用及成分的密度一、大气对电磁辐射的吸收作用1.大气对太阳辐射的吸收太阳辐射主要包括可见光、紫外线和红外线等，而大气对太阳辐射的吸收作用主要体现在以下几个方面：（1）紫外线的吸收大气中的臭氧层对紫外线有很强的吸收作用，特别是对辐射波长在200~300nm范围内的紫外线吸收作用最强烈。
这种吸收作用使得地球表面受到的紫外线辐射大大减少，起到了保护生物和环境的作用。
（2）可见光的吸收大气对可见光的吸收作用并不明显，可见光可以较容易地穿透大气层到达地表。
（3）红外线的吸收大气对红外线的吸收作用则相对较强，因为大气中的水汽、二氧化碳和一些其它分子可以吸收红外线，这种吸收作用使得地表的温度受到了一定的影响。
2.大气对地球辐射的吸收地球也会向外辐射热能，这种地球辐射主要是红外线，而大气对地球辐射的吸收作用主要表现为大气中的水汽、二氧化碳和一些其它分子能够吸收地球辐射的红外线，使得地球自身的热量得以保持。
3.大气对无线电波的吸收大气对无线电波的吸收主要表现为大气层对不同频率的无线电波具有不同的吸收能力，不同的电磁波在大气层中的传播方式也有所不同。
二、大气成分的密度1.大气的成分大气主要由氮气、氧气、水蒸气、稀有气体（如氩气、氖气等）、臭氧等组成。
2.大气成分的密度分布（1）氮氧气体氮气和氧气是大气中最主要的组成部分，其密度随着高度的增加而逐渐减小。
在地面附近，氮气和氧气的密度较大，随着高度的增加密度逐渐减小，但在一定高度后，密度开始保持较稳定的状态。
（2）水蒸气水蒸气是大气中另一重要的成分，其密度的分布与氮气和氧气有所不同。
水蒸气的密度随着高度的增加而迅速减小，因为水汽的生成和消失往往发生在较低的大气层中。
（3）稀有气体稀有气体在大气中的分布较为均匀，其密度随着高度的增加而缓慢减小。
（4）臭氧臭氧主要分布在大气中的同温层，并且其分布密度也随着高度的增加而逐渐减小。
结语大气对电磁辐射的吸收作用主要包括对太阳辐射和地球辐射的吸收，大气中的不同成分对电磁辐射有着不同的吸收能力。
空气采样各种吸收液的作用原理
空气采样各种吸收液的作用原理
作用：主要用于吸收以气态和蒸气态存在的有害物质。
当空气通过装有吸收液的吸收管时，有害物质分子被阻留在吸收液中，因而能同时达到采集大气和浓集有害物质的目的。
原理:
当空气通过适当的吸收液时，在气泡和吸收液的界面上，有害物质分子由于溶解作用或化学反应能很快地进入吸收液中。
同时，处于气泡中间的气体分子，由于运动速度很大，也能迅速地扩散到气液界面上而被吸收，因而整个吸收过程能很好的完成。
各种气体吸收管就是根据上述原理设计的。
常用的吸收液有水、水溶液和有机溶剂等。
选择吸收液时应考虑到以下几点:被测物质在吸收液中的溶解度大，且具有足够的稳定时间;选择吸收液要考虑下一步化学反应，应与以后的分析步骤衔接;吸收液要价廉易得。
新湘教版必修一第三章2 第二节 大气受热过程
第二节 大气受热过程一、大气对太阳辐射的削弱作用1．反射作用(1)表现⎩⎨⎧云层：云层越低、越厚，云量越多，反射越强较大颗粒的尘埃：空气中较大颗粒越多，反射越强(2)特点：大气对太阳辐射的反射没有选择性，反射光呈白色。
(3)现象：削弱了到达地面的太阳辐射，使白天的气温相对较低。
2．散射作用(1)表现：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向四面八方弥散。
(2)特点：大气的散射作用具有选择性，可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射。
(3)现象⎩⎨⎧使一部分太阳辐射不能到达地面。
晴朗的天空呈现蔚蓝色。
3．吸收作用(1)特点：大气的吸收作用具有选择性。
①臭氧：主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳：主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
③大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
(2)表现⎩⎨⎧削弱了到达地面的太阳辐射。
太阳辐射不是对流层大气主要的直接热源。
二、大气对地面的保温作用1．保温过程(1)太阳辐射透过大气射向地面，被地面吸收⇒地面增温，并以长波辐射的形式射向大气，大气能强烈吸收地面长波辐射⇒大气增温，大气增温后，也以长波辐射的形式向外辐射能量⇒大气辐射。
(2)大气辐射中的大气逆辐射把热量还给地面，对地面起到保温作用。
2．表现⎩⎨⎧地面是对流层大气主要的直接热源。
云层越厚、空气湿度越大，大气逆辐射越强。
3．现象⎩⎨⎧阴天时，昼夜温差小。
霜冻多发生在晴朗的夜晚。
1．太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面。
到达地面的太阳辐射分布是不均匀的，由低纬向两极递减。
到达地面的太阳辐射并不能完全被地面吸收。
其吸收的多少与地面性质(地面反射率)有关，反射率越大，地面吸收的太阳辐射越少。
2．大气的受热过程(1)两个来源①地球大气受热能量的根本来源：太阳辐射。
②近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。
(2)两大过程①地面增温：大部分太阳辐射能够透过大气射到地面，使地面增温。
大气的受热过程 优秀课件
藏袍
二、大气对地面的保温作用
二、大气对地面的保温作用 太 阳 辐 射
大气上界
湖南长郡卫星远程学校
地面
制作 10
2007年下学期
二、大气对地面的保温作用
太
大气 阳
反射
辐 射
大气 散射 大气吸收
大气上界
湖南长郡卫星远程学校
地面
制作 10
2007年下学期
二、大气对地面的保温作用
太
大气 阳
反射
辐 射
晴朗的天空呈现蔚蓝色
你能解释“红灯停” 的科学依据吗？
3. 散射作用
(1) 参与的大气成分：空气分子和微小尘埃 (2) 特点：
一般具有选择性： 波长越短，散射能力越强 ——蓝光、紫光最容易被散射
晴朗的天空呈现蔚蓝色 质点大时无选择性：漫散射 阴天的天空呈现灰白色
4. 影响削弱作用的因素：
山顶阳光灿烂
3. 散射作用
(1) 参与的大气成分：空气分子和微小尘埃
3. 散射作用
(1) 参与的大气成分：空气分子和微小尘埃 (2) 特点：
一般具有选择性： 波长越短，散射能力越强 ——蓝光、紫光最容易被散射
3. 散射作用
(1) 参与的大气成分：空气分子和微小尘埃 (2) 特点：
一般具有选择性： 波长越短，散射能力越强 ——蓝光、紫光最容易被散射
吸
收
大气上界
地面增温
湖南长郡卫星远程学校
地面
制作 10
2007年下学期
二、大气对地面的保温作用
太
地面 大气 阳
反射 反射
辐 射
大气
散射
地 面
大气吸收
吸
收
射向宇宙空间
大气的作用
大气的作用
大气是地球上有生命物质的源泉。
通过生物的光合作用（从大气中吸收二氧化碳，放出氧气，制造有机质），进行氧和二氧化碳的物质循环，并维持着生物的生命活动，所以没有大气就没有生物，没有生物也就没有今日的世界。
地球表面的水，通过蒸发进入大气，水汽在大气中凝结以降水的形式降落地表。
这个水的循环过程往复不止，所以地球上始终有水存在。
如果没有大气，地球上的水就会蒸发掉，变成一个像月球那样的干燥星球。
没有水分，自然界就没有生机，也就没有当今世界。
大气层又保护着地球的“体温”，使地表的热量不易散失，同时通过大气的流动和热量交换，使地表的温度得到调节。
大气的水热状况，可以影响一个地区的气候的基本特征，进而决定该地区的水文特点、地貌类型、土壤发育和生物类型，从而对地球表面的整个自然环境的演化进程起着重要作用。
大气中含有细微的岩屑和水汽，而地壳岩石中和水体中也有空气存在，它们是互相渗透和互相影响的。
大气中的氧和碳酸气，大气的湿度变化以及风雨等，都直接作用于地表的岩
石，所以大气的活动对地壳岩石的形成和破坏均有影响。
月球概况
月球是地球唯一的天然卫星，它与地球的平均距离约为384401千米，它的平均直径约为3476千米。
月球的表面积有3800万平方公里。
月球的质量约7350亿亿吨。
月球的表面是由平原、山峰和山谷组成的荒漠.还有许多由于太空物体高速撞击月球表面而形成的陨石坑。
月面的地形主要有：环形山、月海、月陆和山脉、月面辐射纹、月谷(月隙)。
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大气吸收作用
大气吸收作用是指太阳辐射穿过大气时受到多种大气成分的吸收，从而导致辐射能量的衰减。
在紫外、红外及微波波段，大气吸收是引起电磁辐射能量衰减的主要原因。
臭氧、二氧化碳和水汽是三种最主要的吸收太阳辐射能量的大气成分。
瑞利散射的强度与波长的四次方成反比，波长越短散射越强。
当大气粒子的直径约等于入射波长时，出现米氏散射。
米氏散射是由大气中的尘埃、花粉、烟雾、水汽等气溶胶引起的，与瑞利散射相比，这种散射通常会影响比可见光更长的红外线波段。
当大气粒子的直径远大于入射波长时，出现无选择性散射。
大气中的水滴、大的尘埃粒子所引起的散射多属无选择性散射。
辐射指的是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。
自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度（-273.15摄氏度）以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。
辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。
物体通过辐射所放出的能量，称为辐射能。
辐射按伦琴 /小时(R)计算。
辐射有一个重要特点，就是它是“对等的”。
不论物体（气体）温度高低都向外辐射，甲物体可以向乙物体辐射，同
时乙也可向甲辐射。
一般普遍将这个名词用在电离辐射。
辐射本身是中性词，但某些物质的辐射可能会带来危害。