城市气象学第六章：城市太阳辐射

太阳辐射数据的获取与分析太阳是地球生命的源泉，同时也是气象学领域研究的重要对象之一。

太阳能的应用已经渗透到人们的生活中的方方面面，从家用太阳能发电系统到城市绿化及农业的温室效应等。

而太阳的辐射数据是了解太阳能的重要基础。

本文将主要探讨太阳辐射数据的获取与分析。

一、太阳辐射数据的获取太阳辐射数据通常来自气象站点、人造卫星或地面测量，这些数据可以在气象、工程、航空航天和农业等领域得到广泛应用。

太阳辐射数据获取的具体方法如下：1．气象站点观测气象站点观测是太阳辐射数据获取的主要方式之一。

气象站点使用各种感测器来记录太阳辐射数据，如平面散热计、辐射表、辐射计等，在全球范围内都有数以万计的气象站点，这些数据在研究太阳能科学、气象学、气候变化等方面具有广泛应用。

2．卫星观测在卫星观测领域，可通过地球观测卫星上搭载的太阳辐射传感器获取太阳辐射数据。

这种方法可以获得大尺度和长时间的太阳辐射数据，并且可以全天候监测太阳辐射。

3．地面测量在地面测量领域，可以使用太阳能光伏发电系统或太阳能热力发电系统来记录太阳辐射数据。

太阳能光伏发电系统的组件可以测量太阳射线垂直于表面的辐射量，而太阳能热力发电系统通常使用镍铬丝电阻或热电偶传感器来测量太阳辐射数据。

二、太阳辐射数据的分析太阳辐射数据的分析可以为太阳能应用提供支持和指导。

下面将对太阳辐射数据的分析方法进行讨论。

1. 日变化特征分析通过分析不同时间段内的太阳辐射数据，可以了解太阳辐射强度的日变化特征。

这对太阳能应用来说非常重要，可以根据结果制定科学合理的时间管理策略，合理地利用太阳能资源。

2. 温度影响分析温度是影响太阳辐射的重要因素。

随着温度变化，太阳辐射的强度也会发生相应的变化。

因此，分析温度对太阳辐射的影响非常重要，可以为太阳能发电、农业和其他应用提供参考。

3. 季节变化特征分析太阳辐射的强度受太阳高度角和地理纬度的影响。

根据不同季节太阳的位置角度一定会有差别。

季节变化特征分析可以了解不同季节的太阳能资源分配情况，为太阳能应用提供方向。

复习思考题第一章1.名词解释：气温垂直递减率P12 ，饱和水汽压P16，相对湿度P16 ，露点（温度）P17，饱和差P172.气候与天气有哪些不同？P23.平流层和对流层的主要特点有哪些？P11-134.臭氧，二氧化碳，水汽和气溶胶的气候效应。

P7-85.如何用饱和差（d）、露点温度（td）来判断空气距离饱和的程度？P17饱和差当空气饱和时，d=0；当未饱和时，d>0；当过饱和时，d<0。

6.已知气温和相对湿度以后，如何得出饱和水汽压、水汽压、饱和差、露点温度。

饱和水汽压与温度的关系P16水面：a=7.45 b=235 冰面: a=9.5 b=265露点温度第二章第三章1.名词解释太阳常数P36 、大气透明系数（P）P40 、太阳高度P32 、太阳直接辐射P39 、总辐射P42 、大气逆辐射P47 、地面有效辐射P47、地面净辐射P48、逆温平流逆温辐射逆温P78、活动积温有效积温P85大气之窗（8~12um处大气对长波吸收率最小，透明度最大，因此称此波段为“大气窗口”。

这一波段内的辐射，正好位于地面辐射能力最强处，所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。

）、2.太阳高度角计算公式中都包括哪些要素？P323.太阳辐射在大气中减弱的一般规律是什么？贝尔减弱定律的公式。

P414. 到达地面的太阳总辐射由哪两部分组成？试比较二者的异同及影响因子。

P39-425. 地面有效辐射的公式。

有哪些影响因子？P476. 地面净辐射公式和各项的意义。

P487. 画图并说明土壤温度的铅直变化类型。

P698. 写出地面（土壤）热量平衡方程和解释各项的意义。

P679. 常见的逆温有哪几种？P78 辐射逆温形成的条件是什么？天气:晴朗而有微风的夜晚，无云或云层很薄很高。

地形:在山谷或凹地、干燥地区有利于辐射逆温的形成。

10. 什么叫土壤日较差P68、气温日较差P74？影响土壤日较差、气温日较差的因子有哪些？P68 P7511. 如何计算活动积温、有效积温？P85积温在林业生产中有何意义？P87第四章大气中的水分1. 影响蒸发的气象因子有哪些？P89道尔顿定律。

第六章气候的形成1、气候形成、变化因子：①、太阳辐射；②、宇宙地球物理因子；③、环流因子；④、下垫面因子；⑤、人类活动影响。

2、天文辐射：太阳辐射在大气上界的时空分布由太阳与地球间的天文位置决定，又称天文辐射。

除太阳本身变化外，天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度、白昼长度。

3、气候形成的环流因子：包括大气环流、洋流。

海洋与大气间通过一定的物理过程发生相互作用。

组成复杂的耦合系统。

海洋对大气主要作用给大气热量、水汽，为其提供能源。

大气通过向下动量输送，产生风生洋流、海水上下翻涌。

海洋是CO2巨大储存库，通过调节大气中的CO2含量影响气温、环流。

海洋从大气圈下层向大气输送热量、水汽，大气运动产生的风应力向海洋上层输送动量，使海水发生流动，形成风生洋流，也称风海流。

热带、副热带海洋，北半球洋流围绕副高顺时针流动，南半球反时针流动。

海洋提供给大气潜热、显热，大气运动的能源，使大气环流得以形成、维持。

环流与热量输送：大气环流、洋流对气候系统中热量分配起重要作用，将低纬热量传输到高纬，调节赤道与两极间温度差异；大气环流方向有由海向陆与由陆向海差异、洋流冷暖不同，使同纬度带大陆东西岸气温产生明显差别，破坏天文气候地带性分布。

环流与水分循环：水分循环通过蒸发、大气中水分输送、降水、径流实现。

环流变异与气候：厄尔尼诺现象：表示在南美西海岸延伸至赤道东太平洋向西至日界线附近海面温度异常增暖现象。

南方波动：南太平洋副高与印度洋赤道低压间气压变化的负相关关系。

沃克环流、哈德莱环流。

厄尔尼诺年印尼、澳大利亚、印度次大陆、巴西东北部均出现干旱，赤道中太平洋到南美西岸多雨。

（日本、我国东北夏季持续低温，我国大部降水有偏少趋势。

）4、海陆风：白天风从海洋吹向陆地；夜晚从陆地吹向海洋，这种风称海陆风。

5、季风：大范围地区盛行风随季节有显著改变的现象。

海陆热力差异、及差异的季节变化，行星风带季节移动、广大高原热力、动力作用。

平度太阳辐射量一、引言平度市位于我国山东省青岛市，拥有丰富的太阳能资源。

太阳辐射量是指太阳辐射在地球表面的能量密度，是衡量太阳能资源的重要指标。

本文将分析平度太阳辐射量的基本情况、应用、监测与预测，以及现状与展望。

二、平度太阳辐射量的基本情况1.地理位置平度市地处东经119°31"至120°19"，北纬36°24"至37°19"之间，地势南高北低。

南部为山区，北部为平原，地势落差较大，有利于太阳辐射的接收。

2.太阳辐射量的分布平度市全年太阳辐射总量在4000-6000兆焦耳/平方米之间，分布较为均匀。

春季太阳辐射量逐渐增加，夏季达到高峰，秋季逐渐减少，冬季最低。

3.影响因素平度市的太阳辐射量受纬度、海拔、天气状况、大气污染等多种因素影响。

其中，纬度因素是决定太阳辐射量的主要因素，平度市地处中纬度地区，太阳辐射量较为丰富。

三、太阳辐射量的应用1.太阳能发电平度市充分利用丰富的太阳辐射资源，发展光伏发电产业。

光伏电站建设广泛应用于农业、工业、建筑等领域，为全市新能源发展提供了有力支撑。

2.太阳能热水系统平度市太阳能热水系统广泛应用于居民、酒店、学校等场所，既节约了能源，又降低了能源成本。

3.农业种植平度市利用太阳辐射量优势，推广设施农业、无土栽培等现代农业技术，提高农业产量，保障粮食安全。

四、太阳辐射量的监测与预测1.监测方法平度市气象局对太阳辐射量进行实时监测，采用国际标准方法进行测量，确保数据准确性。

2.预测模型根据历史数据，建立太阳辐射量预测模型，结合气象预报，为太阳能利用提供科学依据。

3.数据共享平度市气象局将太阳辐射量监测数据向社会公开，为政府决策、企业发展提供数据支持。

五、太阳辐射量的现状与展望1.我国太阳辐射资源现状我国太阳辐射资源丰富，中东部地区具有较高的太阳辐射量。

随着光伏技术的不断进步，太阳辐射量在新能源发展中具有重要意义。

1-名词解释：气象学：研究大气中各种现象的成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。

环境气象学：研究与人类生存、生活和生产密切相关的大气环境及人类活动对大气环境影响等方面的科学。

太阳常数：当日地处于平均距离时，在地球大气的上界垂直于太阳辐射方向的太阳辐射强度。

（138 2瓦/米21.35*105 lx）太阳高度角：是指太阳光线与地平面的夹角，也称太阳高度，以符号h表示。

昼长：日出到日落的时间，光照时间：光照时间=可照时数（昼长）+曙暮光时间可照时数：指昼长，日出至日没的时数日照时数：太阳直接辐射地面的时间，又叫实照时数日照百分率：实照时数与可照时数的百分比大气量：太阳辐射通过大气层的距离与海平面上大气铅直厚度之比，简称大气量透明系数：透过一个大气质量后的太阳辐射照度与透过之前的辐照度之比。

即:Pm=Sm/Sm-l。

P随大气中所含水汽、杂质的量增加而减小。

太阳直接辐射强度：单位时间内以平行光形式投射到达地表单位水平面积上的太阳辐射能。

散射辐射：阳光被大气散射后，单位时间内以散射光形式投射到达地表单位水平面积上的太阳辐射能。

称散射辐射。

太阳总辐射：太阳总辐射强度：直接辐射强度和天空散射辐射的强度之和。

太阳辐射总量：指某一接受表面在一时段内所接受到的直接辐射和散射辐射的和，按时间不同分别称为H总量，月总量，年总量或生长季总量。

大气逆辐射：大气辐射有一部分投向地面，称为大气逆辐射。

地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收大气逆辐射之差。

地面辐射差额（地面净辐射）：在单位时间，单位面积地面吸收的辐射与放出的辐射之差，又称地面净辐射.紫外线指数：当太阳在天空中的位置最高时（一般是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里），到达地球表面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。

容积热容量Cv：单位体积的物质，温度变化1°C所吸收或放出的热量，称为容积热量单位：卡•度-1 •克-1 温度日较差：一日内最高温度与最低温度之差，为温度日变幅，也称温度日较差。

年累计日照时数和太阳辐射量1. 引言年累计日照时数和太阳辐射量是气象学中两个重要的指标，用于描述太阳能的利用潜力以及气候变化等信息。

本文将详细介绍这两个指标的定义、测量方法以及其在不同领域中的应用。

2. 年累计日照时数年累计日照时数是指一年内太阳直射光照在水平面上的总时间。

它是太阳能资源评估、农业生产、建筑设计等领域重要的参考数据。

2.1 定义年累计日照时数通常以小时为单位，表示一年内太阳光直射到地面上的总时间。

它是通过测量每天的日照时数并求和得到的。

2.2 测量方法测量年累计日照时数可以使用不同的方法，其中比较常见的有以下几种：2.2.1 光电池法光电池法是一种常用且精确度较高的测量方法。

它利用光电池接收太阳辐射，并将其转换为电信号进行测量。

通过记录一年内每天的光电池输出数据，可以得到年累计日照时数。

2.2.2 静态观测法静态观测法是一种简单且经济的测量方法。

它利用日晷、日影仪等设备观测太阳在地面上的投影情况，从而得到日照时数。

通过对一年内每天的观测数据进行统计，可以计算出年累计日照时数。

2.3 应用领域年累计日照时数在许多领域中都有重要的应用价值，包括但不限于以下几个方面：2.3.1 太阳能资源评估太阳能是一种清洁、可再生的能源，其利用潜力与当地的日照情况密切相关。

通过测量和分析年累计日照时数，可以评估某个地区太阳能资源的丰富程度，并为太阳能发电、太阳能热水器等项目提供依据。

2.3.2 农业生产光合作用是植物进行养分合成和生长发育的重要过程，而光合作用所需的光能主要来自太阳辐射。

年累计日照时数可以反映一个地区的光照条件，对于农作物的种植、生长和收获等方面有着重要影响。

2.3.3 建筑设计在建筑设计中，合理利用太阳能可以降低能源消耗，提高建筑的舒适性。

年累计日照时数可以帮助设计师确定建筑物的朝向、窗户的大小和位置等参数，以最大程度地利用太阳辐射。

3. 太阳辐射量太阳辐射量是指太阳能在单位时间内通过单位面积的辐射量。

一、名词解释1、太阳常数：当地球位于日地平均距离时，在大气上界，垂直于太阳光线的平面上所获得的太阳辐射通量密度。

2、土壤定容热容量：单位体积的土壤温度变化1C所需吸收或放出的热量。

3、相对湿度：空气中实际水汽压与当时温度下的饱和水汽压的比值。

4、气候：某一地方多年间所产生的天气状况，包括最常见的一般天气状况也包括特殊年份所出现的极端天气状况。

5、梯度风：在自由大气中，空气做曲线运动时，除了受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用外，还受惯性离心力的作用，这三个力达到平衡时的风称为梯度风。

6、地面净辐射：单位时间单位面积地表面吸收的的太阳总辐射和大气逆辐射与本身发射辐射之差称为底面净辐射。

7、低气压：由一组闭合的等压线组成，中心气压低向四周气压逐渐升高的区域。

气压梯度力：由于空气存在着气压差异而产生的作用于单位质量空气的力。

&霜期：从初霜期到次年终霜期之间所持续的日数。

10、分子散射：光通过纯净媒质时，由于构成该媒质的分子密度涨落而被散射的现象。

11、三基点温度：作物生命活动过程中最适温度、最低温度、最高温度的总称。

12、小气候：由于下垫面的性质及人类和生物活动的影响而形成的近地面大气的小范围气候。

13、大气活动中心：由于海陆分布的影响，原来带状的的高压或低压呗分割成单独的高压或低压中心被称为大气活动中心。

14、天气：是以气象要素和天气现象表示的瞬时或一段较短时间内的大气综合状况。

15、光和有效辐射：太阳辐射中对植物光和有效的光谱成分称为光和有效辐射。

16、活动积温：作物或某一昆虫某一生育期或全生育期中所有活动温度的总和。

17、降水量：从云中降落的液态水固态水未经渗透和流失，在单位水平面积上所积累的水层深度称为降水量。

固态降水量为其融化后的水层厚度。

18、气团：指占据广大空间，在水平方向上物理性质比较均匀，垂直方向上物理属性变化比较一致的大块空气。

19、太阳高度角：太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。

[理学]⽓象与⽓候学复习资料第⼀章：引论1.⽓象：⼤⽓中的物理现象2.⽓候：多年天⽓综合的表现，包括某地地区多年的⼤⽓平均状况和极端状况3.天⽓：⼀定区域短期天⽓状况及其变化的总称4.⽓温垂直递减率：⼜叫绝热率，是表征⽓体随着⾼度的增加⽽其⽓温的变化程度的物理量。

⼜指在对流层主要从地⾯的到热量，因此⽓温随着⾼度的增加⽽降低。

⼀般⽽⾔，⾼度每增加100⽶，⽓温就下降约0.65,通常⽤r表⽰。

5.⼤⽓污染：是指由于⼈类活动或者⾃然过程引起某些物质进⼊⼤⽓中，呈现出⾜够的浓度，达到⾜够长的时间，并因此危害了⼈体的舒适，健康，福利和环境污染的现象（⼤⽓中某些⽓体和尘埃的增多导致⽓体⽓候发上改变）6.标准⼤⽓压：在摄⽒温度0℃，纬度45°，晴天时海平⾯上的⼤⽓压强为标准⼤⽓压，其值⼤约相当于760mm汞柱⾼7.饱和⽔汽压：在温度⼀定情况下，单位体积空⽓中⽔汽量有⼀定限度，⽔汽含量达到限度时饱和空⽓的⽔汽压。

（温度：指数曲线；形状：凸凹⽔平；性质：溶液⾯）8.饱和差：在⼀定温度下，饱和⽔汽压与实际空⽓中的⽔汽压之差9.相对湿度：空⽓中的实际⽔汽压与同温度下的饱和⽔汽压的⽐值10.当⽔汽压不变时，⽓温升⾼，饱和⽔汽压增⼤，相对湿度会减⼩11.⽓象学：是把⼤⽓当作研究的客体，从定性和定量两⽅⾯来说明⼤⽓特征的学科，集中研究⼤⽓的天⽓情况和演变规律和对天⽓的预报12.⽓候学：是研究⽓候特征，形成，形成，分布和演变规律，以及⽓候与其他⾃然因⼦和⼈类活动关系的学科13.天⽓学：是研究天⽓现象和天⽓过程的物理本质以及规律，并⽤以制作天⽓预报的学科1.⽓候和天⽓的区别：⼀，从定义上，天⽓是指某⼀地区在某⼀瞬间或某⼀短时间内⼤⽓状态（温度，湿度，压强）和⼤⽓现象（风⾬雷电）的综合。

⽓候是指在太阳辐射，⼤⽓环流，下垫⾯性质和⼈类活动在长时间相互作⽤下，在某⼀时段内⼤量天⽓过程的综合。

⼆，从形成机制上：天⽓是指⼀般在单⼀天⽓系统的控制和影响下形成的，⽓候则复杂得多，⾄少是天⽓系统共同作⽤所致。

《城市气象学》全册配套完整教学课件 (一)《城市气象学》是一门关于城市气象的学科，这门学科与人类社会、环境、自然气象等紧密相关。

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⽓象学复习整理绪论1、天⽓：某⼀地区在某⼀瞬间或某⼀短时间内⼤⽓状态和⼤⽓现象的综合。

2、⽓候：在太阳辐射、⼤⽓环流、下垫⾯性质和⼈类活动在长时间相互作⽤下，在某⼀段时间内⼤量天⽓过程的综合。

3、天⽓与⽓候的区别：1）天⽓是短期过程；⽓候是长期过程。

2）天⽓系统简单；⽓候系统庞杂。

⽓象资源统计：30年第⼀章1、地球⼤⽓的组成：（1）⼲洁⼤⽓（即⼲空⽓）（2）⽔汽（3）悬浮在⼤⽓中的固液态杂质。

2、⼲洁⼤⽓：除去⽔汽及其他悬浮在⼤⽓中的固、液体质粒以外的整个混合⽓体。

3、⼲洁⼤⽓特点：（1）⽓体的组成成分⽐较稳定（2）⼲洁⼤⽓是永久⽓体。

4、⼆氧化碳（CO2）：（1）时间变化：a) ⽩天、晴天、夏季时的⼆氧化碳浓度⼩于⿊夜、阴天、冬季；b) ⼯业⾰命前⼩于⼯业⾰命后（2）空间变化：⽔平：城市⼤于农村；垂直：0～20km，含量最⾼；20km以上，含量显著减少CO2的⽇变化：主要取决于光合作⽤。

⽩天午后达最低值，⽇出前后达最⾼值。

CO2的年变化：秋季达最低值，春季达最⼤值。

5、⽔汽的分布规律：（1）时空变化：时间：夏季多于冬季空间：⼀般低纬多于⾼纬，下层多于上层。

（2）特点：a)是唯⼀能在⾃然条件下发⽣相变的物质，因此它是天⽓变化的最重要的⾓⾊b)是⾃然界潜热最⼤的物质。

（3）作⽤：a) 在天⽓⽓候变化中扮演了重要⾓⾊。

b) 能强烈吸收地⾯放射的长波辐射并向地⾯和周围⼤⽓放出长波辐射，对⼤⽓起着“温室效应”。

6、臭氧层破坏造成的后果：1）患⽪肤癌和⽩内障的⼈数增加；2）农作物质量和数量下降；3）浮游⽣物受不利影响；4）造成光化学烟雾。

7、⽓候变暖的后果：1）影响全球⽔分平衡，引发极端⽓候现象频繁发⽣，如寒潮、热浪、暴⾬、龙卷风等；2）影响⽣物的⽣态适应性；3）影响农作物的产量和品质；4）冰雪消融，海平⾯上升。

8、地球⼤⽓⾃地球表⾯向上依次为：对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。

9、对流层特点：1）主要天⽓现象均发⽣在此层。