Наиболее близкими к излучению абсолютно черного тела являются различные фрагменты земной поверхности: горные породы, ледяной и снеговой покров, акватории. Их излучение по характеру спектральной плотности энергетической яркости подобно излучению абсолютно черного тела и может аппроксимироваться как излучение некоторого «серого» тела. Отличие излучения серого тела от излучения абсолютно черного состоит в том, что при одной и той же температуре во всем спектре излучения спектральная плотность энергетической яркости серого тела меньше спектральной плотности энергетической яркости излучения абсолютно черного тела на некоторую постоянную величину 5 (2.15), называемую относительной излуча-тельной способностью. Иногда употребляется термин «коэффициент серости», но это, скорее, научный жаргон. Для всех тепловых излучателей S не может быть больше единицы. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что для естественных поверхностей относительная излучательная способность 5 меняется в пределах от 0,89 до 0,99.[ ...]
При характерных значениях температуры земной поверхности Т = 200...300 К более 99% теплового излучения приходится на интервал длин волн от 4 до 40 мкм, хотя весь спектр простирается примерно до 120 мкм. При средней температуре земной поверхности, равной 288 К, поток излучения земной поверхности в верхнюю полусферу составляет 391 Вт/м2.[ ...]
Информация об относительной излучательной способности необходима для решения метеорологических, климатологических проблем и многих прикладных задач, прежде всего стоящих перед специалистами в области дистанционного зондирования земной поверхности с искусственных спутников Земли и самолетов-лабораторий.[ ...]
Даже в том случае, когда наблюдаемые объекты находятся в изотермических условиях, возникает контраст энергетических яркостей в инфракрасном диапазоне за счет их различной относительной излучательной способности. Это позволяет обнаруживать различные элементы ландшафта и объекты на нем, наблюдать за ними с помощью специальной аппаратуры, фотографировать их. Ярким примером решения подобных задач является составление по данным наблюдений в инфракрасном диапазоне карт ледовой обстановки в арктических и приантарктических морях в условиях полярной ночи.[ ...]
Определение относительной излучательной способности на основе спектрофотометрических измерений — сложная задача как в экспериментальном аспекте, так и в интерпретации получаемых результатов. Это обусловлено тем, что измеренный поток энергетической светимости в тепловом диапазоне необходимо связать с температурой излучателя Т„ (2.16), которая является трудноопределяемой величиной по следующим причинам.[ ...]
Для природных объектов, являющихся элементами ландшафтов, об излучающей поверхности как таковой можно говорить лишь в тех случаях, когда мы имеем дело с гладкой водной поверхностью, чистым плотным ледяным покровом либо гладкой поверхностью скальных пород.[ ...]
В иных случаях, например для травянистой растительности, торфяников, почвы, снега и т.д., тепловое излучение формируется в некотором деятельном слое, имеющем конечную толщину. В этом слое, например травы, инфракрасное излучение образуется в сложном комплексе «плановая проекция листьев—просвечивающие через нее участки оголенной почвы—излучение боковых проекций листьев», многократно отраженное от других растений и дополняющих поток в направлении нормали к деятельному слою. Это приводит к увеличению площади излучающей поверхности относительно ее плановой проекции, увеличению энергетической светимости деятельного слоя в тепловом диапазоне и как следствие — к большей величине относительной излучательной способности 5.[ ...]
Именно поэтому в различных источниках в первую очередь указывают различные значения относительной излучательной способности водоемов (от 0,893 при штиле до 0,985 при волнении). В среднем для поверхности водоемов общепризнанным, кроме случаев решения специальных задач, значением относительной излучательной способности является 5 = 0,960.[ ...]
Определение температуры водной поверхности Т„ (2.16) представляет собой важную проблему, в настоящее время не решенную с необходимой точностью. Измерения Ти, выполняемые по настоящее время при гидрологических и океанологических работах на судах и береговых станциях с помощью водного термометра (в оправе Шпиндлера), дают некоторое осредненное значение температуры верхнего пятисантиметрового слоя. Эта температура, как правило, выше температуры поверхностного слоя воды на 0,1—0,4°С, что доказано экспериментально и обосновано теоретически многими авторами, в том числе С. П. Малев-ским-Малевичем, М. П. Тимофеевым и автором данного учебника.[ ...]
Еще более неудовлетворительные результаты получаются при расчетах потоков длинноволнового излучения поверхности морей и океанов, а также потоков явного и скрытого тепла, в расчетные формулы которых также входит Ти, при использовании метеорологических наблюдений, производимых вахтенными штурманами. Для характеристики температуры водной поверхности они, как правило, используют температуру забортной воды, поступающей в систему охлаждения силовой установки судна. Эта температура может отличаться от Тп на 1—2°С и более. Существует проблема определения температуры излучающей поверхности для фунтов и различных растительных сообществ.[ ...]
Вернуться к оглавлению