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(2)太阳与地球的距离为1.5×1011 m,太阳光以平行光束入射到地面。地球表面2/3的面积被水面所覆盖,太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量 W约为三1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%,而且将吸收到的35%能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量),而后凝结成雨滴降落到地面。

(a)估算整个地球表面的年平均降雨量(以毫米表示,球面积为4πR2)。

(b)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面,W只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面,这是为什么?请说明二个理由。

答案

解:(1)2πR×1/4=1.00×107

R=6.37×106 m       ①

(2)(a)设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W,W=1.87×1024J

凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m

m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×1017 kg    ②

使地球表面覆盖一层水的厚度为h

h=m/ρs地球

h=1.01×103mm         ③

整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103 mm

(b)大气层的吸收,大气层的散射或反射,云层遮挡等。

评分标准:全题10分。第(1)小题3分,第(2)小题7分。其中(1)得出①给 3分,写出R=6.4×106 m,同样给分。

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