文档介绍：第二章大气的热能和温度
第一节太阳辐射
第二节地面辐射和大气辐射
第三节地球热量平衡
第四节大气的增温和冷却
第五节大气温度随时间的变化
第六节大气温度的空间分布
一、辐射的基本知识
(一)辐射
(二)辐射光谱
(三)辐射差额﹙R﹚
二、太阳辐射
(一)辐射
以电磁波的形式向外不停地放出能量,这种传递能量的方式叫辐射,而传递出来的能量称为辐射能。
太阳、-120 μm 。
太阳辐射波长范围很广,但其能量的绝大部份集中在
-4 μm之间****惯称短波辐射。
地面、大气间(简称地-气系统)波长3-120 μm ,<br****惯称长波辐射。
(气象上通常以4 μm 作为长短波的界限)
(二)辐射光谱
表示辐射能随波长的分布。
(三)辐射差额﹙R﹚
在某一段时间内物体的辐射收支差值,称为辐射差额。
当物体的:
收入大于支出,辐射差额为正,物体温度升高;
收入小于支出,辐射差额为负,温度降低。
收入等于支出,差额为零,温度无变化。
此时为辐射平衡状态。
二、太阳辐射
太阳辐射光谱和太阳常数
太阳辐射在大气中的减弱
到达地面的太阳辐射
地面对太阳辐射的反射
(一)太阳辐射光谱
太阳辐射中的辐射能随波长的分布称为太阳辐射光谱。
(二)太阳常数
在日地平均距离()处的大气上界、垂直于太阳光线的平面、每分钟每平方厘米面积上得到的太阳辐射能量值,该数值称为太阳常数,用 I。表示。
据测算:I0=1367W/㎡
(三)太阳辐射在大气中的减弱
大气的吸收作用
大气的散射作用
云层对太阳辐射的反射
(四)到达地表的太阳辐射
经大气削减后到达地表的太阳短波辐射由直接辐射和散射辐射两部分组成。
二者之和为到达地表的太阳辐射总量,常称为太阳总辐射。
直接辐射
由平行光形式直接投射到地面上的太阳辐射。
影响直接辐射值大小、强弱的两个最主要因素:
大气透明度和太阳高度角(h⊙)。
大气透明度好,到达地表的直接辐射量多,反之则少。
太阳高度角(h⊙)愈小,太阳辐射强度愈弱,单位时间、单位面积地表上获得太阳辐射热能(直接辐射)愈少;相反愈多。
全球赤道地区地表获得的辐射热能最多,极地最少,其它纬度介于两者之间。
全年夏季直接辐射最强,冬季最弱。
散射辐射
概念——经大气散射后从天空投射到地表的太阳辐射。
影响散射辐射值大小、强弱的两个主要因素: 太阳高度角和大气透明度。
1、太阳高度角愈大,散射辐射值愈大,相反愈小。
2、大气透明度小时,散射作用强,反之则弱。
一天内,中午前后散射辐射最强。
一年内,夏季最强。
总辐射
一般情况下,总辐射随纬度减小而增大。
一年中总辐射冬季最小,夏季最大。
(在影响总辐射的大小变化时,直接辐射所占的比重大于散射辐射)
有效总辐射最大值在20 ºN附近。气候上称该纬度为热赤道。
(五)地面对太阳辐射的反射
反射率愈大,地表吸收的辐射热能愈少,地表温度愈低;反之则愈高。
地表状况不同决定着反照(射)率值的大小,它是决定地表温度分布不均一的重要原因。
第二节地面辐射和大气辐射
一、地面辐射、大气辐射和地面有效辐射
(一)地面辐射
是指地面向大气放