热浪和热辐射怎样理解?是怎样形成的?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/26 11:17:34
热浪和热辐射怎样理解?是怎样形成的?
热浪和热辐射怎样理解?是怎样形成的?
热浪和热辐射怎样理解?是怎样形成的?
热浪是指天气持续地保持过度的炎热,也有可能伴随有很高的湿度.这个术语通常与地区相联系,所以一个对较热气候地区来说是正常的温度对一个通常较冷的地区来说可能是热浪.一些地区比较容易受到热浪的袭击,例如夏干冬湿的地中海气候.热浪可以因为高温引起死亡,特别是老年人.
目前热浪的直接原因是天气中出现反气旋或高压脊现象,而反气旋导致气候干燥,那意味着所有热浪将会导致气温升高,而不会蒸发湿气.如果存在潮湿的条件,比如地面是湿的,那么在某种程度上,地面就扮演了一个空气调节器的角色.
高温与热浪两者存在互为因果的关系,高温是热浪的结果.热浪是高温形成的原因,并不等于说所有的高温都是热浪袭击引起的.
长江中下游地区,盛夏季节常在西太平洋副热带高压控制下,出现高温酷热天气.1978年和1988年是解放以来出现的两次最严重的大范围高温天气,给工农业生产和人民生活带来很大影响. 1988年,我国江南大部地区在副热带高压控制下,盛行下沉气流,热浪滚滚,7月份高温天气几乎持续了20多天.闽、浙、赣、湘、鄂、豫、苏、沪、皖、川东、黔东、陕南、粤、桂等地的日最高气温 普遍达35一39℃,淮河及长江中下游不少地区的气温高达39℃,有的地区甚至超过41℃.
高温酷热使处于乳熟期的早稻逼熟,降低千粒重而减产；棉花因蒸腾作用加大；水分供需失调,产生了萎蔫和落蕾落铃现象.高温对蔬菜和其他作物生长都不利.高温酷热使城镇居民用水、用电量大增,例如,1988年上海在高温期间日供水量突破历史最高水平,其中7月18日出水465万吨,不少供水设备因超负荷运行,出现故障.再如北京1987年7月受热浪袭击, 出现持续高温天气,日供水量增加1520万吨.持续的高温使人们感到闷热难耐、疾病人数增多.1988年夏南京、上海、南昌等地因中暑住院的病人有2000余人,其中近300人死亡,劳动生产率大大下降.
物体由于具有温度而辐射电磁波的现象.热量传递的3种方式之一.一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多.热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线.由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式.
温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,当温度为300摄氏度时热辐射中最强的波长在红外区.当物体的温度在500度以上至800度时,热辐射中最强的波长成分在可见光区.
关于热辐射,其重要规律有4个:基尔霍夫辐射定律,普朗克辐射分布定律,斯蒂藩-玻耳兹曼定律.维恩位移定律.这4 个定律,有时统称为热辐射定律.
物体在向外辐射的同时,还吸收从其他物体辐射来的能量.物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关.但是,在热平衡状态下,辐射体的光谱辐射出射度（见辐射度学和光度学）r（λ,T）与其光谱吸收比a（λ,T）的比值则只是辐射波长和温度的函数,而与辐射体本身性质无关,即
上述规律称为基尔霍夫辐射定律,由德国物理学家G.R.基尔霍夫于1859年建立.式中吸收比a 的定义是：被物体吸收的单位波长间隔内的辐射通量与入射到该物体的辐射通量之比.该定律表明,热辐射辐出度大的物体其吸收比也大,反之亦然.
黑体是一种特殊的辐射体,它对所有波长电磁辐射的吸收比恒为1.黑体在自然条件下并不存在,它只是一种理想化模型,但可用人工制作接近于黑体的模拟物.即在一封闭空腔壁上开一小孔,任何波长的光穿过小孔进入空腔后,在空腔内壁反复反射,重新从小孔穿出的机会极小,即使有机会从小孔穿出,由于经历了多次反射而损失了大部分能量 .对空腔外的观察者而言,小孔对任何波长电磁辐射的吸收比都接近于1,故可看作是黑体.将基尔霍夫辐射定律应用于黑体,有
可见,基尔霍夫辐射定律中的函数f(λ,T)即黑体的光谱辐射出射度.