《大气科学计算题》PPT课件.ppt

1 若视地球为黑体 太阳常数为1367w m2 太阳辐射通过大气到达地面时减少了34 试求地面的平均温度为多少度 若考虑大气逆辐射为188w m2 地表平均温度又为多少度 保留两位小数 解 1 到达地面的太阳辐射通量为 1367w m2 1 34 1367w m2 66 902 22w m2 2 根据斯蒂芬 波尔兹曼定律 E T4 E 902 22w m2 5 67 10 8w m 2 k 4T E 4 902 22 5 67 10 8 4 355 17 k 82 17 3 若考虑大气逆辐射 那么到达地面的太阳辐射通量为 902 22w m2 188w m2 1090 22w m2 4 根据斯蒂芬 波尔兹曼定律 E1 T14 E1 1090 22w m2 5 67 10 8w m 2 k 4T E 4 1090 22 5 67 10 8 4 372 37 k 99 37 2 已知某黑体的最大放射能力对应的波长为0 5微米 试求该黑体的温度 保留整数 解 已知 max 0 5 m根据维恩位移定律 maxT 2896 m K那么 3 设地球表面温度为15 求其辐射最大强度的波长为多少 m 保留两位小数 解 已知T 15 288K根据维恩位移定律 maxT 2896 m K那么 4 某湿空气块的气压为1000hpa 温度为27 0 水汽压为20hpa 试求此气块的干空气密度和水汽密度 保留五位小数 解 已知P 1000hpa 100000Pa T 27 0 300K e 20hpa 2000Pa 1 根据干空气状态方程 2 根据水汽压计算公式 5 设有一团湿空气 其中水汽压强占0 8 温度为17 0 问其虚温为多少K 保留两位小数 设当时的压强为1000hpa 问湿空气的密度为多少kg m3 保留五位小数 解 已知T 273 17 290k e P 0 8 Tv 1 0 378e P T 1 0 378 0 8 290 290 88 K 17 88 根据湿空气的状态方程 P RdT 1 0 378e P P 1000hpa 100000Pa Rd 287J kg K P RdT 1 0 378e P 100000 287 290 1 0 378 0 8 1 19786 kg m3 6 计算温度为20 水汽压为9hPa时的水汽密度 保留五位小数 解 已知T 273 20 293k e 9hPa 900Pa根据水汽压计算公式 7 已知某湿空气的气压为1026 8hPa 水汽混合比为5 5g kg 试求它的水汽压 hPa 保留两位小数 解 已知P 1026 8hPa 102680Pa 5 5g kg 0 0055g g根据水汽混合比计算公式 将已知数代入上式 0 0055 102680 e 0 662e 564 74 0 0055e 0 662e 0 6675e 564 74e 564 74 0 6675 846 05Pa 8 46hPa e f E 0 65 3166 63Pa 2058 31Pa 20 58hPa 3 d E e 3166 63 2058 31 1108 32Pa 11 08hPa 4 5 8 已知某气块的温度为25 气压为1080hPa 相对湿度为65 求该气块的e E d a q Td 保留两位小数 解 已知T 25 298K P 1080hPa 108000Pa f 65 E0为0 时纯水面上的饱和水汽压 E0 6 108hPa 对水面而言 和 分别是7 63和241 9 将已知数据代入上式 1 根据饱和水汽压计算公式 2 由于 9 试导出湿空气的状态方程 写出虚温的表达式 并说明虚温的物理意义 见教材25 27页10 什么是气温垂直递减率 写出它的表达式 并分别指出当时 气温随高度的分布情况 若某地海平面上的气温为25 位于16km高度处的对流层顶的气温是 65 求此对流层内的平均气温垂直递减率 1 气温垂直递减率 在实际大气中 气温随高度的变化率 2 表达式 3 r 0 表示气温随高度的升高而降低 r 0 表示气温随高度的升高而升高 该气层称为逆温层或阻挡层 r 0 表示气温随高度保持不变 该气层称为等温层 4 已知 z1 0m t1 25 z2 16000m t2 65 将已知数代入上式 12 试写出昼长和正午太阳高度角的计算公式 根据下表所给七个城市的纬度 分别计算它们在春分 夏至 秋分和冬至的昼长 保留一位小数 以及正午太阳高度角 保留两位小数 并由此说明昼长和正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律 11 1 如果一块30 的空气的比湿为19 6g kg 求它的虚温 保留两位小数 2 如果湿空气的总压强为1014hPa 求它的密度是多少 保留四位小数 3 如果湿空气内干空气的质量为2500g 问该气块内含有多少g水汽 保留四位小数 解 已知T 30 303K q 19 6g kg 0 0196g g 1 根据比湿公式 2 已知P 1014hPa 根据湿空气状态方程 3 已知md 2500g q 19 6g kg 0 0196g g 根据比湿得计算公式 将已知数代入 0 0196 md mw mw 0 0196 2500 mw mw 49 0 0196mw mw 0 9804mw 49mw 49 9796 g