第二章 大气辐射学
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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、地面和大气间能量交换的波长范围0.15-120 μm 。
太阳辐射波长范围很广,但其能量的绝大部份集中在0.15-4 μm之间,习惯称短波辐射。
地面、大气间(简称地-气系统)波长3-120 μm ,习惯称长波辐射。
(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(1.5亿km)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。