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第二章 辐射

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03 第二章 辐射对人体的影响和防护标准

03 第二章 辐射对人体的影响和防护标准

轻度敏感：中枢神经系统；内分泌腺（包括性腺的内分泌细胞）；心脏
不敏感：肌肉组织；软骨和骨组织；结缔组织
二、剂量与效应的关系 1. 随机性效应与确定性效应
根据辐射效应的发生与剂量之间的关系，可以把辐射对人体的危害 分为随机性效应和确定性效应两类。图2.3 给出根据实践资料从安全角 度出发对随机性效应和确定性效应的定性描述。 随机性效应：指效应的发生几率（而非其严重怪度）与剂量大小有 关的那些效应。
例如，每日5～50 mGy 的照射，即使长期累积，也只能导致慢性放射病的发生， 而当剂量率达到每分钟50～100 mGy，则有可能引起急性放射病，其严重程度随剂 量率增大而加重。因此，引起急性放射损伤必须要有一定的剂量率阈值。
（3 ）照射部位和面积
辐射损伤与受照部位及受照面积密切相关。这是因为与各部位对应的器 官对辐射的敏感性不同；另一方面，不同器官受损伤后对整个人体带来的影 响也不尽相同． 当吸收剂量和吸收剂量率相同时，腹部照射的后果最严重，其次为盆腔、 头颈、胸部及四肢。 例如，全身受到γ 射线照射5Gy 时可能发生重度的骨髓型急性放射病；而 若以同样剂量照射人体的某些局部部位，则可能不会出现明显的临床症状。 照射剂量相同，受照面积愈大，产生的效应也愈大。
2. 生物因素
影响辐射生物学作用的生物因素是指生物体对辐射的敏感性。 敏感性：指在照射条件完全一致的情况下，细胞、组织、器官或个体 对辐射作用反应的强弱或其迅速程度。 在辐射生物学的研究中，通常以研究对象的死亡率表示。有时，也以 所研究的生物对象在形态、功能或遗传学方面的改变程度来表示。 (1) 不同生物种系的组织受到外照射时出现的某种损伤。放射治疗中可能出现。
四、长期小剂量照射对人体将康的影响
特点：潜伏周期长，效应出现晚，发生概率低。 评估方法：对人数众多的群体进行流行病学调查。 注：小剂量长期照射的影响有的属于随机性效应，也有的属于确定性效应。 受到辐射危险的组织有 1.性腺：其有害效应主要指受照射本人的生育能力受损和其后代身上的遗 传效应。不过随性别年龄而异。更多是考虑遗传效应。伴性、显性遗传病 和某些染色体疾病的发生率与剂量成正比。一般放射性工作人员（18-68 岁），大约1/3的时期内接受的照射才具有遗传意义。 例如：低LET照射性腺，吸收剂量为3Gy时，对20岁的妇女可引起暂时 性闭经，但对40岁的妇女可引起绝经，造成永久性不育。低LET照射，吸 收剂量为0.25Gy，若是高剂量率照射，可使男性精子数目暂时性减少，丧 失生育能力需要2.5Gy。

辐射防护

辐射防护
自由基： 是指具有一个或多个不配对电子的原子或分子，
它能够与其它具有不配对电子的原子或分子形成化学键， 因此化学性质很活泼、不稳定。
第二节 辐射对人体健康的影响
第二节 辐射对人体健康的影响
水的辐射产物：
H 2O H * *OH eaq H 2 H 2O2 H 3O
pH为中性时，水辐射产物的产额
辐射类型和能量范围 所有能量的光子 所有能量的电子、子 中子 （能量＜10keV） （能量10－100keV ） （能量100keV－2MeV ） （能量2－20MeV ） （能量＞20MeV 质子 （能量＞2MeV ） 粒子 WR 1 1 5 10 20 10 5 5 20
第二节 辐射对人体健康的影响
世界卫生组织国际癌症研究中心 特别工作组报告： 人类癌症约有90％与环境中的化学致癌物质有关。
（一）肯定致癌物： 苯、石棉、联苯胺、芥子气、砷和某 些砷化合物、烟炱和焦油等共十七种； （二）可能致癌物： 黄曲霉毒素类、四氯化碳、环氧乙烷、 镉和某些镉的化合物等共十七种； （三）可疑致癌物： 氯霉素、苯乙烯、六六六、滴滴涕、 三氯乙烯、利血平、苯巴比妥、铅和 某些铅化合物等共十七种。
(3)剂量率： 剂量率越高，辐射效应越显著。剂量率
在0.1Gy/h 到1Gy/min之间这种关系明显。
X射线及中子辐照后的存活曲线
第二节 辐射对人体健康的影响
物理因素总结
（1）辐射类型 外照射: 内照射 : ＞＞ ＞＞
(危害程度) (危害程度)
（2）剂量率、受照时间间隔 剂量率 生物效应 时间间隔 生物效应
1.2 小剂量照射，对周围血液的影响 （1）一次或短时间小剂量照射后周围血液的变化
最有意义的是 —

放射卫生与防护第二章

放射卫生与防护第二章
29
X射线的本质
◆X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相
同，仅是波长短而已 ◆X射线和可见光一样属于电磁辐射，但其波 长比可见光短得多，介于紫外线与γ射线之间， 约为0.01—10nm的范围
30
X射线的本质
◆粒子性 ●特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一定的 质量、能量和动量 表现形式为在与物质相互作用时交换能量。如光电效 应；二次电子等 X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p 之间存在如下关系：
换，电子的运动受阻失去动能，其中99%的能量转换 为热量，而1%的能量转换为X射线
33
X射线的产生
◆X射线产生的三个基本条件
●产生自由电子
：
●使电子作定向的 高速运动
●在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突
然减速或停止
34
特征谱与连续谱图示
◆ 连 续 谱 与 特 征 谱
：
。
35
X射线谱
◆由X射线管发射出来的X射线可以分为两
天然辐射 人工辐射
（一）天然本底照射
宇宙射线
天然辐射
宇生放射性核素
原生放射性核素
一般场所： 天然本底为 2.4mSv/year,
多为内照射 (222Rn, 60%)
宇宙射线：
初级宇宙射线：质子（87％）、α粒子（10％）、重带电粒子、电子、中
子等。平均能量1010eV，最高能量可达1019eV。
• 来源：初级中子 源和运行时堆本体 •危害：贯穿能力 非常强。主要是外 照射
α射线
β射线
γ射线
γ射线 中子
射线防护
一、α粒子与物质的相互作用
• α粒子是带2个单位正电荷, 质量数为4的氦原子核,是个带电 的粒子, 一般由质量较重的放射性原子核发射,能量为不连 续的, 能量通常为4—9 Mev。 α粒子通过物质时, 能量转移 (损失)的主要方式是电离和激发。在射线和物质相互作用时 , 电离也是其他各种射线损失能量的主要方式。 • α粒子的射程非常短, 1个5Mev的α粒子在空气中的射程大约 是3.5cm, 在铝金属中只有23 μm, 因此,一般认为α粒子不会 对人体造成外照射的损害. 但当其进入人体的组织或器官时, 其能量会全部被组织和器管所吸收,所以内照射的危害是必 须考虑的。

第二章 大气辐射学

第二章 大气辐射学

第2章大气辐射学
2.1 辐射的基础知识
短波辐射 长波辐射
X-rays Ultraviolet (UV) Visible Near-Infrared (Near-IR) Middle-IR Far-IR Microwave
l < 10nm 10 < l < 400nm 0.4 < l < 0.76µm 0.7 < l < 4.0µm 4.0< l < 30µm 30 < l < 100µm 1mm<l<1m
Q
t r r 2 0
1
t2
S l0
sin sin
cos cos cos Pl dt
m
春分
夏至
秋分
冬至
春分
夏至
秋分
冬至
第2章 辐射与热量平衡
2.4 到达地面的太阳辐射
二、到达地面的太阳散射辐射
由于大气的 存在,到达地表的辐射除太阳直接辐射外，还有从天 空各个方向射的太阳散射辐射，又称为天空辐射。 • 太阳散射辐射取决于太阳高度角、大气透明度系数、云量、海拔高 度、及地面反射率。
E * I * T 4
上式称为Stefan-Boltzmann定律。表明物体温度越高，其放射能 力越强。
推论： 根据Stefan-Boltzmann定律计算的温度称为等效黑体温度或 亮度温度（Brightness temperature）TB。
第2章大气辐射学
2.2 辐射的基本定律
三、Wien定律：
附：立体角定义
球坐标系中，立体角定义为球面面积元与 半径平方之比。若立体角元为 d ，球面 面积元ds，则
ds r sin d rd

(完整版)第二章大气辐射学

(完整版)第二章大气辐射学

d
o
r
dl
dα r
dα = dl/r
第2章大气辐射学
2.2 辐射的基本定律
一、普朗克函数（The Planck Function）：
黑体单色辐射强度Iλ*与其温度(T)和辐射的波长(λ)之间具有如下的 关系：
Il*
l5
2hc2 ehc / klT
1
其中，h、k及c 依次为普朗克常 数、Boltzmann常数及光速:
lT
第2章大气辐射学
球坐标系中，立体角定义为球面面积元与
半径平方之比。若立体角元为 d ，球面
面积元ds，则
d ds / r 2 sin dd
沿整个球面积分，得整个球面立体角
2
2
d sindd 4
00
00
立体角单位为立体弧度（steradians, sr） 立体角与平面角的比较
ds r sin d rd
(ds)的辐射能dΦ，称为该方向的辐射强度，用Iλ表示，单位为W m-
2 sr-1 μm-1；
Il
d dtddsdl
dΦ I
辐射强度表示辐射场内任一空间点任一
z
ds
时刻任一方向上的辐射强弱，即
θ
I l
I( x ,y ,z, ,,t ,l)
dω
若I与x, y, z无关，则I是均匀；若I与θ, φ
o
y
2.1 辐射的基础知识
短波辐射 长波辐射
第2章大气辐射学
X-rays Ultraviolet (UV) Visible Near-Infrared (Near-IR) Middle-IR Far-IR Microwave
l < 10nm 10 < l < 400nm 0.4 < l < 0.76µm 0.7 < l < 4.0µm

第二章 热辐射定律及标准光源

第二章 热辐射定律及标准光源
谱辐射本领
Mb (, T ) C (e
5
16
c2 / T
2
1)
1
C1 3.7415 10 W m
C2 1.4388 102 m K
2.黑体的光谱辐射亮度与光谱辐射出度之间的关系: 1 Lb ( , T ) M b ( , T )

3.斯蒂芬波长定律：将式两边积分有：
4.光谱辐射本领:
Me(, T )
e
面元s在单位面积,单位波长范围内辐射量: d ( )
M e ( , T )
d ds
温度为T的辐射体，在单位时间单位表面积所辐 射的总发射本领为：
M Me( , T ) d
0
5.光谱吸收本领:
e (、T） ( , T ) ' e (、T）
M b (T ) M b ( , T )d C 5 (ec2 / T 1)1 d T 4
0

M b (T ) T 4
5.67032 108W m2 K 4
4.维恩定律:对普朗克辐射公式求导后,
令 dM b ( , T ) 0 有 b , b 2.898 103 m K m
光束发散角极小 0.1mrad 单色性好 相干长度长 功率密度高 如何实现？ 首先要有能实现能级粒子束反转的工作物 质 还必须建立谐振腔 造成连锁反应 雪崩放大
常用的激光器
气体激光器：He-Ne激光器、氩离子激光器、 二氧化碳激光器等 固体激光器：红宝石激光器、玻璃激光器、 YAG激光器等 可调谐染料激光器 半导体激光器
§2.2 辐射源
人工标准黑体辐射源 自然辐射源 人工辐射源 标准照明体和标准光源

第二章 电离辐射的生物学效应及放射防护PPT课件

2．随机性效应(stochastic effect)：指效应的发生率（不是 严重程度）与照射剂量的大小有关，这种效应在个别细 胞损伤（主要是突变）时即可出现。不存在阈剂量。遗 传效应和辐射诱发癌变等属于随机性效应（图2-3）。
9
10
11
二、影响辐射生物学效应的因素
（一）与辐射有关的因素
1．辐射类型 高电离密度的电离辐射，电离密度大， 射程小，如、射线，在组织内能量分布密集，内照射时 生物学效应相对较强。而γ（X）射线是低电离密度的电 离辐射，电离密度小，射程大，因此外照射时生物学效 应强。
20
二、放射卫生防护的基本原则
为了实现放射防护的目的，ICRP提出放射卫生防护的基 本原则。（International Commission on Radiological Protection，国际辐射防护委员会）
1．放射实践的正当化（justification of radiological practice） 2．放射防护的最优化（optimization of radiological
时内死亡。
15
2．缓发效应 在照射后的几年乃至二、三十年内出现， ①小剂量外照射 ②慢性内照射
16
四、低剂量辐射的兴奋效应
低剂量辐射对生物体的影响尚有不少争议。但有一点可 以肯定：低剂量辐射既可使人体出现防御和免疫功能增 强等有益的生物学反应，也可以出现染色体畸变、癌变 发生率增加等不利的反应，说明低剂量辐射的效果可能 是由其所引起的不同的生物学反应之间的竞争决定的。
14
三、剂量与效应的关系
（一）早期效应和缓发效应 1．早期效应 人体受辐照剂量当量： <1Sv，看不到明显症状 <5Sv，出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv，出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病，症状

第2章 电磁辐射与地物光谱特征

➢ 主要成分：N2、 O2
均匀层，对 太阳辐射的 相互作用是 太阳能衰减 的主要原因
1、大气组成：
➢ 两类：分子和其他微粒； ➢ 分子: 氮和氧占99%，臭氧、二氧化碳、水分子
及其它（N2O, CH4, NH3等）约占1%；
➢ 颗粒：烟、尘埃、雾、小水滴和气溶胶。气溶胶
是一种固体、液体的悬浮物，直径0.01-30m。
一个天文单位=日地距离d=1.496×108 m. 是在地球大气顶端接受的太阳能量，没有大气影响。 已知日地距离d（天文单位），计算太阳辐射通
量… 已知太阳线半径r，计算太阳辐射出射度…
➢太阳光谱：光球所产生的光谱。 太阳辐射能量集中于可见光波段（近紫外到中红
外）该波段区间不但能量集中，而且辐射强度最稳 定
这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星 传感器扫描成像的常用波段。比如，Landsat 卫 星的TM的1-4波段，SPOT卫星的HRV波段等。
➢ 1.5-1.8μm, 2.0-3.5μm，即近、短波、中
n3 O pt ic a lly less dense at m osphe re
2
Path of energy in ho mogeneo us at mosphere
3
Path of radiant energy af fected
四、大气对辐射的吸收作用
➢ 大气分子对电磁波的某些波段吸收缺失带
第二章 电磁辐射与地物 光谱特征
➢电磁波谱与电磁辐射 ➢太阳辐射及大气对辐射的影响 ➢地球的辐射与地物波谱
电磁波谱原理 第一节 电磁辐射度量参数
特殊电磁波——黑体辐射
➢ 任何地物都能辐射电磁波。 ➢ 地球表面最重要的电磁波能量来源是太阳。 ➢ 遥感： 对电磁波能量的测定。

第2章辐射与物质的相互作用

22
辐射阻止本领
1 dE ρ dl rad
mc2 << E << 137mc2Z-1/3 时：
1 dE K1 E + mc2 Z (Z + 1) 2 E + mc2 4 = × 4 ln − MeV ⋅ cm2 ⋅ g −1 ρ dl rad 2πMa mc2 137 mc2 3
(
)
(
)
E >> 137mc2Z-1/3 时：
K 1 E + mc 2 Z (Z + ζ ) 1 dE 183 2 × 4 ln 1 / 3 + = 2 mc Z 137 9 ρ dl rad 2π M a
(说明略)
(
)
MeV ⋅ cm 2 ⋅ g −1
23
总质量阻止本领＝碰撞阻止本领＋辐射阻止本领
S =S +S ρ ρ col ρ rad
8
1. 电离、激发和碰撞阻止本领
库仑相互作用 带电粒子 轨道电子
电离
激发
9
碰撞阻止本领 (S/ρ)col
线碰撞阻止本领
dE dl col
44
第 I 阶段：
原子的光电效应截面： （每个原子） hν<<m0c2时， σ τ ∝ Z 5 h1 ν hν>>m0c2时，
στ ∝ Z 5
7 2
单位：cm2
Z－介质的原子序数
1 hν
光电效应的几率与原子序数 Z5成正比； 光电效应的几率与光子能量hν或hν3.5成反比； 低能光子与高原子序数物质作用，光电效应占优势； 光电效应主要发生在K层及L层电子。

第二章 电磁辐射与地物光谱特征


2、黑体辐射规律 普朗克公式：
M ( , T ) 2hc
2

5

1 e ch / KT 1
此式有两个自变量： λ、 T ，其它都是常数，因而 可写为： W = ƒ (λ, T ) 其函数曲线可表示为：
c为真空中的光速； k为波尔兹曼常数， k=1.38×10－23 J/K； h为普朗克常数， h=6.63×10-34Js； M为辐射出射度。
于遥感研究不需要对太阳分层考虑，因而通常 认为光球发射的几乎是全部的太阳辐射。
图2.11 太阳辐照度分布曲线
二、大气分层
大气厚度约1000km，并且在垂直方向有层次的区别，自下而上大致 分层为：（各层之间逐渐过渡，没有截然的界线）。
对流层：高度在7～12 km,温度随高度而降低，包含大气 总量的3/4和几乎全部水汽，天气变化频繁，航空遥感主要 在该层内，对遥感数据产生很大影响。 平流层：高度在12～80 km，几乎没有天气现象，底部为 同温层（航空遥感活动层），同温层以上，温度由于臭氧 层对紫外线的强吸收而逐渐升高（在地面观测不到0.29µ m 波长的太阳辐射）。 电离层：高度在80～1 000 km，大气中的O2、N2受紫外线 照射而电离，主要反射地面发射的无线电波，对遥感波段 是透明的，是陆地卫星活动空间。 大气外层：800～35 000 km ,空气极稀薄，对遥感基本 上没有影响。
3.实际物体的辐射 （1）地物的发射率 • 发射率是指地物的辐射出射度(即地物 单位面积发出的辐射通量)M与同温度的黑 体的辐射出射度(即黑体单位面积发出的辐 射总通量M黑的比值。
M M黑
• 地物的发射率与地物的性质、表面状况(如 粗糙度、颜色等)有关，且是温度和波长的 函数。
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太阳系各天体的图片（欣赏）
地球的公转与自转

地球围绕太阳公转，公转轨道面椭圆性，称为黄道面。 太阳处于椭圆的一个焦点上，另一焦点在太阳边缘。 地球公转一周称一回归年，为365.2422个太阳日。 近日点距太阳1.47亿公里，远日点距太阳1.52亿公里，平均 距离为1.50亿公里，称一个天文单位。
h正午＝90－φ+δ
计算：两院（109.5 ° E，19.5 ° N）夏至日正午太阳高度 角。
二、太阳高度角和日照时间
日照时间：从日出到日落所持续的时间称可照时间； 问题：可照时间有什么变化规律？
推导：将地球当成正球体，则日出、日落是对称的，太阳高度角为0°，所 以日出（落）的时角为 cosω＝－tgδtgφ 结论1：赤道上永远昼夜均分；春分（秋分）时地表各点昼夜均分； 结论2：北半球春分到秋分（夏半年）日长大于12小时，纬度越高，日 长越长；冬半年相反。
辐射的吸收、反射和透射
自然界中任何物体都在不停地向外发送着辐射 能，同时，也吸收到达其表面的辐射能，物体对于 到达其表面的辐射能一部分吸收，一部分反射，部 分可以透过物体 即： Q总 ＝ Q吸＋Q反＋Q透 等式两边同除Q总，去除量纲， 则分别表示吸收率、反射率和透过率。 a＋r＋d＝1
物体的吸收率、反射率及透射率是物体的固有属 性，且其数值随着不同波长的辐射以及其自身表面温 度的变化而不同，即它们都是波长和温度的函数：
T为其表面温度， 请分别计算太阳 表面（6000K）和地球 表面（约300K）的辐射 强度
σ为Stefan-Boltzman常数。
σ ＝ 5.67 * 10-8 w/m2k4

Wein定律
Wein定律描述的是物体辐射能量的主要分布波段范围。 表达式：λmax ＝2897/T T：物体表面温度 λmax：最大单色辐射波长
电磁波谱
紫外輻射
紅外輻射
辐射能与辐射强度
（1）辐射是以光子形式存在的，每一光子的能量为： e ＝ hν＝ hC/λ 式中h为普朗克常数：6.63*10-34 J.s 每个光子的能量很小，实际应用中常用摩尔光量子为单位， 1摩尔光子称作1爱因斯坦（Ei）
请分别计算1μEi波长为0.5微米和频率为 2450MHz的光量子的能量
0.047 51800 14.6 67 1.2 0.06 氢，氦，甲 烷 -210(C) ? 1.17 1′41″ 5
0.009 49500 17.2 57 1.7 0.02 氢，氦 甲 烷 -220 ? 1.18 1′04″ 2
可见表面平均温度 表面大气压强（毫巴） 表面重力（地球=1） 由行星所见太阳平均表观角直径 已知卫星数
地 球 的 大 小
地球的经纬度和时区


为标定地球表面任一点的具体位臵设定经纬度； 把经过地轴的平面与地球表面的交线称经圈，经圈被南北 极点一分为二为两个半圆，称作子午线或经线； 将通过英国伦敦格林威治天文台旧址的子午线定为本初子 午线，即0°经线，向东的称为东经，向西的称西经。
格 林 尼 治 天 文 台
0.007 12104 0.815 0.88 5.2 0 二氧化碳
0.017 12756 1 1 5.5 0.003 氮，氧
0.093 6787 0.108 0.15 4 0.009 二氧化碳氩
0.048 142800 317．.9 1316 1.3 0.06 氢，氦
0.056 120000 95.2 755 0.7 0.1 氢，氦
o
火星 227.9 24小时37分 23秒 24.1 23 59′ 1.9
o o
木星 778.3 9小时50分 30秒 13.1 3 05′ 1.3
o o
土星 1427 10小时14分
天王星 2869.6 -11小时
海王星 4496.6 16小时
冥王星 5900 6日9小时
轨道运动平均速度 （千米/秒） 轴倾角 （赤道与轨道交角） 赤道与黄道夹角 轨道偏心率 赤道直径（千米） 质量（地球=1） 体积（地球=1） 密度（水=1） 偏平度 大气（主要成分）
分别计算太阳和地球辐射的最大单色辐射波长。
§2.
太阳与地球
一、太阳与太阳系 二、地球的公转与自转
三、地球的经纬度与时区
太阳系家族
太阳系家族各行星
太阳系各行星数据
水星 到太阳的平均距离 （106Km） 自转周期 57.9 59日 金星 108.2 -243日 (逆
转)
地球 149.6 23小时56分 4秒 29.8 23 27′
350(S) 38634 0.37 1 22′40″ 0
o
-33(C) 90000 0.88 44′45″ 0
22(S) 1000 1 31′59″ 1
-23(S) 6 0.38 21′ 2
-150(C) ? 2.64 6′09″ 16
-180(C) ? 1.15 3′22″ 17
-230(?) ? ？ 49″ 1
47.9 <28 7
o o
35 3
o
9.6 26 44′ 2.5
o o
6.8 82 5′ 0.8
o o
5.4 28 48′ 1.8
o o
4.7 ? 17.2 0.25 6,000(?) 0.1(?) 0.1(?) ？ ？ 探测不到
o
3.4
o
0
o
0.206 4800 0.055 0.06 5.4 0 无
§1. 有关辐射的基本知识 §2. 太阳与地球
§3. 太阳辐射
§4. 长波辐射 §5. 辐射与农业生产
§Hale Waihona Puke . 有关辐射的基本知识



一、什么叫辐射 二、电磁波谱 三、辐射能与辐射强度 四、辐射的吸收、反射和透射 五、有关辐射的基本定律
什么叫辐射
辐射：物体以电磁波形式传递能量的一种方式。 （1）自然界中任何物体都在不停地向外发送电磁辐射； （2）电磁辐射传播不需要任何介质； （3）电磁波可以用波长（λ）和频率（ν）表示，波速 （V）为一常数，真空中为3×108m/s，用 C 表示， 即： λ× ν ＝ C
太阳常数： 当处于日地平均距离，地球大气上界、垂直 于太阳平行光线，单位时间穿过单位面积的太阳 辐射能，数值上约1367±7 w/m2。
太阳常数随着太阳活动而发生变化，范围约 1325～1457 w/m2。 大气上界，太阳辐射产生的平均光照强度为 1.35～1.4×105lx，称太阳光量常数。
二、太阳高度角和日照时间
（2）表示辐射强弱的物理量称作辐射强度。按照辐射方向 的不同，可以有不同的称呼：
辐出度：从物体表面向外发送的辐射，单位面积上单位时间 内发送的辐射能称辐出度。 辐照度：某表面单位时间内单位面积上接受周围物体向其 发送的辐射能。
辐射通量密度：单位时间内穿过空间单位面积的辐射能。
辐射强度与光照度的区别：
二者是不同的概念，光照度特指可见光的，为单位面 积上光通量，简称照度，单位为lux (lx) 。二者没有换算关 系，一般大气上界的光照度约14万lx，而晴天中午，地面 照度约为6～8万lx。
辐射强度和照度都不是理想的表示作物需光的物理量， 因为作物不同的生理活动需要不同波段的“光”，且同波 段内“光”的有效性也有差异。辐射强度更强调能量，光 照度主要强调可见光的亮度。

太阳高度角指太阳平行光线与地平面的夹角。
太阳高度有什么变化规律？ Sinh = sinφsinδ + cosφcosδcosω
h: 太阳高度角
φ： 纬度 δ： 赤纬 ω： 时角
二、太阳高度角和日照时间
赤纬：太阳直射点的地理纬度，北半球为正，南半球 为负。 （两至直射回归线，两分直射赤道） 时角：以角度表示时间，太阳“围绕”地球旋转一周为24小时， 即每小时15°，以正午的时角为0°，下午为正，上午 为负。 正午太阳高度角： 由于ω＝0，前太阳高度角表达式可简化为
§3. 太阳辐射



一、太阳辐射光谱和太阳常数 二、太阳高度角和日照时间 三、大气对太阳辐射的减弱 四、到达地表的太阳辐射 五、地表对太阳辐射的反射
一、太阳辐射光谱和太阳常数
太阳辐射能量随波长的分布称太阳辐射光谱。
太阳辐射光谱可以分成三个区域： 紫外线区占总能量的约7％，可见光 区占总能量的约50％，红外线区占 总能量的约43％。 问题：到达地表的太阳辐射中，紫 外线约占总能量的7％。
实际上，由于大气的折射作用，实际日长比理论日长要略长， 这种差异随纬度的增加而增加，我们将其称作曙暮光。一般来 说，曙暮光开始（结束）于-7°（太阳高度角）。 计算：两院春分日日出时间（北京时）和日长。
二、太阳高度角和日照时间
虽然不同纬度每天的日照时间不同，但就全年来说总数是 相同的，即365*12＝4380小时，加上曙暮光时间，高纬要略大 一点（见附录）。 上面说的是理论上日照时间，实际上，由于地形、植被、 天气等因素，实际得到的日照时间要少得多，我们将实际得到 的日照时间称作实照时数，它与理论上得到的日照时间（可照 时间）的比值称日照百分率。 日照百分率各地差异很大，多数地方年日照百分率在40～ 60％之间，而各月的差异可变化于10～90％。

地球自转轴与公转轨道面成66°33′，形成地球上季节的
变化。
地 球 的 公 转 与 季 节 的 形 成
自转轴与黄道面倾角
地球公转和二十四节气
二十四节气
春季 立春 雨水 惊蛰 春分 清明 谷雨
夏季
秋季 冬季
立夏
立秋 立冬
小满
处暑 小雪
芒种
白露 大雪
夏至
秋分 冬至
小暑
寒露 小寒
大署
霜降 大寒
季节
本初子午线
地球的经纬度和时区