在一年的时间

在地球表面的任何点昼长,夏天太阳仰角达到最大值和最小值在冬天。替换成eqn 2.7我们可以获得表达式最长的夏日的正午太阳高度(d = 23°27”)

罪b = -0.39795 g + 0.91741因为g的罪(2.13)

作为一个纬度的函数。在堪培拉的纬度(35°S)例如,相应的太阳能海拔78.5和31.5°:伦敦的纬度(51.5°N)是62年和15°。

最大和最小昼长也可以获得使用eqn 2.7。如果时间(表示为一个角度)日出ts然后在日出(因为罪b = 0)在每年的任何时候因为ts = tan g d (2.14)

昼长表示为一个角度(360°- 2 ts),等于2 cos-1谭谭(- g d)。表现在小时,昼长了

N = 0.133 cos-1(-谭谭g d) (2.15)

最长的一天是0.133 cos-1 (-0.43377 tang) h和最短的一天是0.133 cos-1 (0.43377 tang) h。

随着纬度、太阳仰角,因此中午太阳辐照度的最大值(Em)减少,依照eqn 2.11,减少每日日晒。在夏天,但是,这种影响是增加,抵消了昼长eqn 2.11 (N)随着纬度,最终的结果是高纬度地区可以稍微比热带地区更大的日常在仲夏日晒。在冬天,当然,高纬度地区有短天(零昼长在极地地区)以及太阳高度较低,所以他们每天日晒远小于低纬度地区。纵观今年,事实上,经验法则认为,纬度越高,越低的日常日晒。图2.8显示了全年每天日晒的变化,计算忽略大气损失,对于一个纬度的范围。图2.9显示了真正的(测量)每天日晒每年的作为时间的函数,在南半球的网站,在堪培拉,澳大利亚,平均在三年内,说明稳步上升到峰值在夏天冬天最低下降紧随其后。这些数据,与那些在图2.8中,包括云和大气霾雾的影响。

在海洋区域季风气候可能有两年内季节性高峰raybet雷竞技最新的太阳辐射强度。168 3°图2.10显示了月平均surface-incident PAR 7年平均的

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月

图2.8变化计算每日日晒(忽略大气的影响)全年在不同纬度在北半球。纬度是上述每个曲线。绘制从米特里康德拉特耶夫(1954)的数据。

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月

图2.8变化计算每日日晒(忽略大气的影响)全年在不同纬度在北半球。纬度是上述每个曲线。绘制从米特里康德拉特耶夫(1954)的数据。

阿拉伯海。冬天最低12月1月后,艾德(PAR)上升到一个春天最大的3月,4月和5月,然后在6月和7月下降到最低响应云量增加和气溶胶的爆发西南季风.30太阳能辐照度上升到第二,低,它下降后,9月峰再次冬天最低。更典型地区的海洋,如北大西洋,有一个单一的辐照度最大,在夏天。

2.5传播在空气与接口

成为中可用水生生态系统,渗透的太阳辐射通过大气现在必须找到自己的方式在空气与接口。其中一些将反射回大气层。

图2.9的变化测量每天日晒全年CSIRO Ginninderra实验台,(35°S, 149°E)。曲线对应于每个日历月的日均,平均在1978 - 80年期间。

每月平均1979 - 85

图2.10的平均年际照度标准(Wm ~ 2)整个海面的阿拉伯海盆地(不包括波斯湾和红海)从1979年到1985年。从数据绘制板4 Arnone et al。(1998)。j .地球物理学。Res, 103, 7735 - 48。

的比例入射光所反映的一个平坦的水面为垂直入射光从2%增加至100%的掠入射光束方法。反射的依赖,r,

100 r

10 16

10 16

入射角/观察

图2.11反射的光水面天顶距的函数(事件从上面),在不同的风速(数据的戈登,1969;奥斯丁,1974)。

非偏振光的天顶角入射光在空气中(0),和角向下的垂直传播的光束在水里,(0 w),由菲涅耳方程给出

1 sin2 {Pa - 0 w), 1 tan2 n (0 - Qw)

2 sin2 (Pa + Pw) 2 tan2 y (Pa + Pw) 1

角,0 w,水本身是由0,折射率不久,我们将看到的。从一个平的水面反射比例天顶距的函数显示在图2.11中,以表格的形式,在表2.1。指出反射仍然很低,增加缓慢,天顶的角度约50,但之后迅速上升。

粗加工的水面被风影响不大的反射阳光太阳能海拔从高。太阳能海拔较低,另一方面,反射率显著降低风自粗化表面平均增加光线方向之间的角度和表面的入口点。三个低曲线在图2.11显示风力的影响在不同速度reflectance.494, 41岁

表2.1从aflat水面反射的非偏振光。反射系数的值计算方程式2.16和2.19,假设水的折射率为1.33。

天顶角的	反射	天顶角的	反射
发病率6(度)	(%)	发病率6(度)	(%)
0.0	2.0	50.0	3.3
5.0	2.0	55.0	4.3
10.0	2.0	60.0	5.9
15.0	2.0	65.0	8.6
20.0	2.0	70.0	13.3
25.0	2.1	75.0	21.1
30.0	2.1	80.0	34.7
35.0	2.2	85.0	58.3
40.0	2.4	87.5	76.1
45.0	2.8	89.0	89.6

随着风速的增加海浪开始打破,并形成浪涛。海洋表面的分数被浪涛,W,是风速的函数,U (ms-1 10米表面),并可以表示成幂律

的系数和指数B功能水的温度,但结合数据从一个范围的水温,斯皮兰和柯南道尔(1983)发现的关系

W (U) = 2.692 x 10-5U2.625 (2.18)

给最适合的。方程2.18预测,例如,浪涛覆盖大约1%的海面风速的10 m s - 1和13%在25 ms-1。刚形成的浪涛由许多层的泡沫,反射率约为55%。然而,1464年,1284年,一生的只有10到20年代的海洋,和Koepke(1984)发现,他们衰变反射率明显降低由于变薄的泡沫,和他估计的有效反射率平均只有22%,海洋总反射率和他们的贡献小。使用eqn 2.18我们可以计算额外的海洋表面反射率由于浪涛只有约0.25%的风速10 m s - 1,并在25 m s - 1 ~ 3%。

因为复杂的角分布的天窗,在多大程度上反映在水面是很难确定。如果非常

图2.12折射和反射的光在空气与边界。(a)光束事件从上面向下折射在水:一小部分梁表面向上反映。(b)光束事件从最低点低于40°角距垂直通过折射到空气:一小部分梁反映再次向下的空气边界。(c)光束事件从下面一个天底角大于49°经历完整的内部反射空气边界。

图2.12折射和反射的光在空气与边界。(a)光束事件从上面向下折射在水:一小部分梁表面向上反映。(b)光束事件从最低点低于40°角距垂直通过折射到空气:一小部分梁反映再次向下的空气边界。(c)光束事件从下面一个天底角大于49°经历完整的内部反射空气边界。

近似假设是由光辉从四面八方都是一样的,那么6.6%的反射率为平的水面。636等事故辐射分布可能会获得下一个阴天,计算反射率约为5.2%。1074年粗化表面的风会降低反射率的漫射光从一个明确的或者是阴天。

作为未反射的光束穿过空气界面的一部分,它改变了它的方向垂直(同时保持,如果表面是平的,在同一垂直平面),由于折射。折射的现象是光的不同速度的结果在这两个媒体,空气和水。角的变化(图2.12)是由斯涅尔定律罪^ = nw (2.19)

西北和na水和空气的折射率,分别。水的折射率比空气温度的函数,盐浓度与光的波长的问题。对我们来说值1.33西北/ na是足够接近海洋和淡水在正常的环境温度和光合作用中光的波长范围。图2.12显示,折射的作用是将光接近垂直的水生中比在空气中。将指出,甚至在掠入射光到达表面接近90°(0)折射向下,不应大于0 w约49°平静的表面。

水是干扰时,光就会被发现的一些角度大于49°经过表面:不过光下降的大部分将在0 w的值介于0°和49统计表面分布的斜坡和风速之间的关系是由考克斯和芒克(1954)来自太阳的闪光模式的航拍照片。考克斯和芒克方程总结的数据gu2 U = 0.00316±0.004 (2.20)

Gc2 U = 0.003 + 0.00192±0.002 (2.21)

其中U是风速在水面12.5米以上,俗是海浪的均方斜率测量在逆风/顺风(即平行于风)方向,星际2侧风的值,以直角风。波的斜率在这种背景下谭C, C是垂直的夹角和正常的海面在给定的点。计算表明,利用这些关系,可以预料,随着风速的增加,水下光变得更加分散。515最近的测量风速和相关的海洋日光返辉强度和模式从太空,ADEOS卫星上使用的仪器,在良好的协议与考克斯和芒克model.158斜率分布

斯涅尔定律在反向也工作。水内的光束通过向上角度0 w向下垂直通过平静的表面在空气中会出现角0 A的天顶,依照eqn 2.19。然而,一个非常重要的区别从水中传播在空气中,空气,水,即在前一种情况下完成内部会发生反射。如果在upward-directed光束在水,0 w大于49°那么所有光线反射下来的水气接口。扰动地表的风降低water-to-air上升流光的传播角度范围内0 w = 0°到0 w = 49°,但通过确保不是所有的内部反射的光,它增加传输范围内0 w = 49°0 w = 90

继续阅读:吸收过程

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