太阳与地球的距离为1.5×1011m,太阳光以平行光束入射到地面,地球表面23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%的能量重新辐射出去,太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×106 J的能量),而后凝结成雨滴降落到地面.(1)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);(2)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?请说明两个理由.

问题描述:

太阳与地球的距离为1.5×1011m,太阳光以平行光束入射到地面,地球表面23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%的能量重新辐射出去,太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×106 J的能量),而后凝结成雨滴降落到地面.
(1)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);
(2)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?请说明两个理由.

(1)、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

解得:h=1.01×103mm         ③
整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103mm
(2)、大气层的吸收,大气层的散射或反射,云层遮挡等.
答:(1)整个地球表面的年平均降雨量为1.0×103mm.
(2)太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面,这是由于大气层的吸收,大气层的散射或反射,云层遮挡等.
答案解析:太阳辐射能量的
2
3
射到水面,水面对太阳辐射的平均反射率为7%,将吸收到的35%能量重新辐射出去,根据能量守恒定律列式求解即可.
考试点:能源的开发和利用.

知识点:本题关键是明确地球系统中能量的转移情况,根据能量守恒定律列式求解即可.