Question

太陽(yáng)與地球的距離為1.5×10¹¹m，太陽(yáng)以平行光束入射到地面．地球表面有2/3的面積被水面覆蓋，太陽(yáng)在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量W約為1.87×10²⁴J．設(shè)水面對(duì)太陽(yáng)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(yáng)輻射可將水面的水蒸發(fā)（設(shè)在常溫、常壓下蒸發(fā)1kg水需要2.2×10⁶J的能量），而后凝結(jié)成雨滴降落到地面．試估算整個(gè)地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面積為4πR²）．

Answer 1

分析：先根據(jù)能量守恒定律求解一年中地球表面的水用于蒸發(fā)所吸收的總能量，然后根據(jù)汽化熱定義求解蒸發(fā)的水量，最后求解降水高度．

解答：解：一年中地球表面的水用于蒸發(fā)所吸收的總能量為
Q=W×0.93×0.65=1.13×10 ²⁴J    
解得蒸發(fā)的水量  m=

1.13×1024

2.2×106

=5.14×10¹⁷kg   
設(shè)降雨量為h（降到地面的水層的厚度），由m=ρ4πR²h  
得h=1.01×10³mm     
答：整個(gè)地球表面年平均降雨量約為1.01×10³mm

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵建立物理模型，明確研究對(duì)象，然后根據(jù)能量守恒定律和汽化熱概念列式求解，不難．