Question

太陽與地球的距離為1.5×10¹¹ m，太陽光以平行光束入射到地面，地球表面23的面積被水面所覆蓋，太陽在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量W約為1.87×10²⁴ J.設水面對太陽輻射的平均反射率為7%，而且將吸收到的35%的能量重新輻射出去，太陽輻射可將水面的水蒸發(設在常溫、常壓下蒸發1 kg水需要2.2×10⁶ J的能量)，而后凝結成雨滴降落到地面.

(1)估算整個地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面積為4πR²)；

(2)太陽輻射到地球的能量中只有約50%到達地面，W只是其中的一部分.太陽輻射到地球的能量沒能全部到達地面，這是為什么？請說明兩個理由.

Answer 1

解析：設太陽一年中輻射到地球水面部分的總能量為W，則W=1.87×10²⁴ J.設凝結成雨滴一年降落到地面上水的總質量為m，則由題意得

    m= kg=5.14×10¹⁷ kg.

    設地球表面覆蓋一層水的厚度為h，水的密度為ρ，則有m=ρ·4πR²h，則

    h=

    = m

    =1.01 m=1.01×10³ mm.

答案：(1)1.01×10³ mm  (2)太陽輻射到地球的能量沒有全部到達地面的原因是大氣層的吸收、大氣層的散射或反射、云層遮擋等.