第二章 大氣的熱能和溫度

1、 大氣的冷暖變化，在空間分布上不均衡，在時(shí)間上存在周大氣的冷暖變化，在空間分布上不均衡，在時(shí)間上存在周期性變化和非周期性變化。期性變化和非周期性變化。 問題：這種變化是怎樣形成的問題：這種變化是怎樣形成的?能量來自何處能量來自何處? 本章將介紹地球上熱量的基本來源本章將介紹地球上熱量的基本來源太陽輻射太陽輻射，并著重分析，并著重分析太陽輻射通過下墊面引起大氣增溫、冷卻的物理過程。在太陽輻射通過下墊面引起大氣增溫、冷卻的物理過程。在此基礎(chǔ)上，再討論大氣溫度隨時(shí)間變化和空間分布的一般此基礎(chǔ)上，再討論大氣溫度隨時(shí)間變化和空間分布的一般規(guī)律。規(guī)律。 第二章第二章 大氣的熱能和溫度大氣的熱能和溫度一、一

2、、輻射的基本知識(shí)輻射的基本知識(shí)1.1.輻射的概念輻射的概念2.輻射的波粒二象性輻射的波粒二象性3.有關(guān)輻射的基本物理量有關(guān)輻射的基本物理量4.物體對(duì)輻射的吸收、反射和透射物體對(duì)輻射的吸收、反射和透射5.輻射的基本定律輻射的基本定律第一節(jié)第一節(jié) 太陽輻射太陽輻射定義：自然界中的一切物體，只要其溫定義：自然界中的一切物體，只要其溫度高于度高于絕對(duì)零度絕對(duì)零度，就會(huì)不停的以，就會(huì)不停的以電磁波或電磁波或粒子粒子的形式向外傳遞能量，這種傳遞能量的形式向外傳遞能量，這種傳遞能量的方式叫輻射，通過輻射的方式傳遞的能的方式叫輻射，通過輻射的方式傳遞的能量稱為輻射能。量稱為輻射能。 輻射是能量傳播的方式之一，

3、并輻射是能量傳播的方式之一，并且是太陽能傳輸?shù)降厍虻奈ㄒ环绞?。且是太陽能傳輸?shù)降厍虻奈ㄒ环绞健=273+ 1.輻射的概念輻射的概念 輻射的波動(dòng)性輻射的波動(dòng)性 輻射的粒子性輻射的粒子性 2.輻射的波粒二項(xiàng)性輻射的波粒二項(xiàng)性：電磁波的性質(zhì)是用波長(zhǎng)（電磁波的性質(zhì)是用波長(zhǎng)（ ）和頻率（）和頻率（）表示）表示 波長(zhǎng)的單位波長(zhǎng)的單位m(微米）或微米）或nm(納米）納米） 頻率的單位是：赫茲頻率的單位是：赫茲 1 m=10-6m 1nm= 10-9m C:光速光速3108m/sc輻射的波動(dòng)性輻射的波動(dòng)性v 電磁波譜電磁波譜：各種不同波長(zhǎng)（或頻率）的電磁波依次從大到小可：各種不同波長(zhǎng)（或頻率）的電磁波依次從

4、大到小可排列為一個(gè)譜系，稱為電磁波譜排列為一個(gè)譜系，稱為電磁波譜v 從長(zhǎng)波到短波包括：從長(zhǎng)波到短波包括： 長(zhǎng)波無線電波長(zhǎng)波無線電波、短波無線電波、紅外短波無線電波、紅外 線、可見光、紫外線、線、可見光、紫外線、 射線、射線、 射線、宇宙射線、射線、宇宙射線、v 包括：太陽、地球表面、大氣輻射，包括：太陽、地球表面、大氣輻射， 波長(zhǎng)大致在波長(zhǎng)大致在0.15-120m之間，之間， 紫外線紫外線 可見光可見光 紅外線紅外線 氣象學(xué)研究電磁波譜的范圍：氣象學(xué)研究電磁波譜的范圍：太陽輻射太陽輻射99%的能量的能量0.15-4.0 m地球表面和大氣輻射地球表面和大氣輻射3-120 m短波輻射短波輻射長(zhǎng)波輻

5、射長(zhǎng)波輻射 輻射的粒子學(xué)說認(rèn)為，電磁輻射是輻射的粒子學(xué)說認(rèn)為，電磁輻射是由具有一定質(zhì)量、能量和動(dòng)量的微粒組由具有一定質(zhì)量、能量和動(dòng)量的微粒組成，這些微粒稱為量子或光量子成，這些微粒稱為量子或光量子（quantumn)quantumn) 輻射的粒子性輻射的粒子性每個(gè)量子所具有的能量每個(gè)量子所具有的能量e(energy)可由可由普朗克第一定律普朗克第一定律：計(jì)算得出：計(jì)算得出cheheh：普朗克：普朗克常數(shù)常數(shù) h=6.6310-34 JS例：例：0.4m是可見光中的藍(lán)紫光，它的每個(gè)光量子是可見光中的藍(lán)紫光，它的每個(gè)光量子所含能量是多少？所含能量是多少？e=hc/=6.63e=hc/=6.6310

6、10-34-34J.SJ.S3.03.010108 8m/s /0.4m/s /0.41010-6-6m m =4.97 =4.971010-19-19J J輻射通量：輻射通量： 單位單位 焦耳焦耳/ /秒秒 單位時(shí)間內(nèi)通過或到達(dá)任意表面的輻射能單位時(shí)間內(nèi)通過或到達(dá)任意表面的輻射能輻射通量密度：?jiǎn)挝唬和咻椛渫棵芏龋簡(jiǎn)挝唬和? /米米2 2 單位面積上的輻射通量單位面積上的輻射通量3.3.有關(guān)輻射的基本物理量有關(guān)輻射的基本物理量 輻射通量密度輻射通量密度 因其沒有限定方向，所以根據(jù)輻射方向的不同，將輻射通量密度分因其沒有限定方向，所以根據(jù)輻射方向的不同，將輻射通量密度分為為u輻出度輻出度：放射

7、體表面所放出去的輻射通量密度：放射體表面所放出去的輻射通量密度 u輻照度輻照度：到達(dá)接受面的輻射通量密度：到達(dá)接受面的輻射通量密度可見光的度量不用能量單位而用光能單位可見光的度量不用能量單位而用光能單位 光照度（照度光照度（照度):):單位面積上接受的光通量單位面積上接受的光通量 單位：勒克斯（單位：勒克斯（LUX)LUX) 勒克斯：它是以勒克斯：它是以1 1國(guó)際燭光的點(diǎn)光源為中心，以一米為半徑的國(guó)際燭光的點(diǎn)光源為中心，以一米為半徑的球面上所得到的照度。（球面上所得到的照度。（1 1勒克斯勒克斯=1=1流明流明/1/1米米2 2） 對(duì)于自然界中的任何物體來講，它既是一個(gè)放射體，對(duì)于自然界中的任

8、何物體來講，它既是一個(gè)放射體，也是一個(gè)接收體，任何物體對(duì)于投射到它上面的輻射也是一個(gè)接收體，任何物體對(duì)于投射到它上面的輻射能都不會(huì)全部吸收，總是有一部分被反射，有一部分能都不會(huì)全部吸收，總是有一部分被反射，有一部分被透射。被透射。 反射輻射反射輻射 入射輻射入射輻射Q Q QrQr吸收吸收QaQaQtQt透射透射Q=Qa+Qr+QtQ=Qa+Qr+Qt4.4.物體對(duì)輻射的吸收、反射和透射物體對(duì)輻射的吸收、反射和透射 吸收率（吸收率（a) absorptivity 反射率反射率 (r) reflectivity 透射率透射率 (t) transmissivity物體對(duì)輻射物體對(duì)輻射吸收、反射吸收

9、、反射透射的透射的能力能力設(shè)投射到物體上的總輻射能量為設(shè)投射到物體上的總輻射能量為Q；被吸收、反射、；被吸收、反射、透射的量分別為透射的量分別為Q a、Qr、Qt。 根據(jù)能量守恒原理，則：根據(jù)能量守恒原理，則： Q a +Qr+Qt=Q 將上式兩端除以將上式兩端除以Q，則得：，則得：1QQtQQrQQa 式中左邊第一項(xiàng)式中左邊第一項(xiàng) 為吸收率；第二為吸收率；第二項(xiàng)項(xiàng) ，稱為反射率，稱為反射率(物體反射的輻射與投物體反射的輻射與投射于其上的總輻射之比射于其上的總輻射之比)；第三項(xiàng)；第三項(xiàng) ，稱為，稱為透射率透射率(透過物體的輻射與投射于其上的總輻射透過物體的輻射與投射于其上的總輻射之比之比) .

10、QQarQQrtQQt 即即a + r + t=11QQtQQrQQa 同種物體對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射有不同的吸收率、反射率、同種物體對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射有不同的吸收率、反射率、透射率。透射率。 例如：例如： 雪面對(duì)紅外線雪面對(duì)紅外線 雪面對(duì)可見光雪面對(duì)可見光物體對(duì)輻射吸收、反射、透射的物體對(duì)輻射吸收、反射、透射的選擇性選擇性： 黑體：黑體：a=1a=1 絕對(duì)黑體：對(duì)任何波長(zhǎng)的絕對(duì)黑體：對(duì)任何波長(zhǎng)的 a=1a=1 若某一物體只對(duì)某一波長(zhǎng)的輻射全部吸收，則稱此若某一物體只對(duì)某一波長(zhǎng)的輻射全部吸收，則稱此物體對(duì)該波長(zhǎng)為黑體物體對(duì)該波長(zhǎng)為黑體 灰體：灰體：a1,a0.76 0.76 m 43%m 43% 紫外

11、線：紫外線：0.4 0.4 m 7%m 7% 太陽輻射峰值的波長(zhǎng)：太陽輻射峰值的波長(zhǎng)：max =0.4750.475m m1、太陽輻射光譜、太陽輻射光譜 天文輻射：穿過可視為熱透體的星際空間到達(dá)大氣上界的天文輻射：穿過可視為熱透體的星際空間到達(dá)大氣上界的太陽輻射稱為天文輻射。太陽輻射稱為天文輻射。 太陽常數(shù)：在大氣上界，當(dāng)日地之間處于平均距離太陽常數(shù)：在大氣上界，當(dāng)日地之間處于平均距離（1.5108km)時(shí)，垂直入射光表面的太陽輻射的輻照度。時(shí)，垂直入射光表面的太陽輻射的輻照度。 單位：?jiǎn)挝唬篧m-2 數(shù)值：數(shù)值：1367+7 Wm-22、天文輻射、天文輻射（二）、太陽輻射在大氣中的（二）、太

12、陽輻射在大氣中的減弱減弱大氣對(duì)太陽輻射大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用的削弱作用吸收作用吸收作用散射作用散射作用反射作用反射作用大氣中吸收太陽輻射的主要成分：大氣中吸收太陽輻射的主要成分：水汽、液態(tài)水、水汽、液態(tài)水、CO2、O2、 O3、固體雜質(zhì)、固體雜質(zhì)、塵埃等塵埃等1、大氣對(duì)太陽輻射的吸收作用、大氣對(duì)太陽輻射的吸收作用 水汽、液態(tài)水：水汽、液態(tài)水： 0.932.85 m CO2：2.7、4.3 m O3 ：0.20.3m、0.440.75m O2 ：0.2m 固體雜質(zhì)、塵埃等吸收紅外固體雜質(zhì)、塵埃等吸收紅外線，但作用就小得多了線，但作用就小得多了大氣對(duì)太陽輻射的吸收作用具有選擇性大氣對(duì)太陽輻射的吸

13、收作用具有選擇性 大氣對(duì)太陽輻射吸收作用的大氣對(duì)太陽輻射吸收作用的特點(diǎn)特點(diǎn)： 由于大氣中主要吸由于大氣中主要吸收物質(zhì)收物質(zhì)(臭氧和水汽臭氧和水汽)對(duì)太陽輻射的吸收對(duì)太陽輻射的吸收帶都位于太陽輻射帶都位于太陽輻射光譜兩端能量較小光譜兩端能量較小的區(qū)域，因而對(duì)太的區(qū)域，因而對(duì)太陽輻射的減弱作用陽輻射的減弱作用不大。也就是說，不大。也就是說，大氣直接吸收的太大氣直接吸收的太陽輻射并不多，特陽輻射并不多，特別是對(duì)于對(duì)流層大別是對(duì)于對(duì)流層大氣來說，太陽輻射氣來說，太陽輻射不是主要的直接熱不是主要的直接熱源。源。 散射作用：散射作用： 太陽輻射通過大氣，遇到空氣分子、塵粒、云滴等質(zhì)點(diǎn)時(shí)，太陽輻射通過大氣，

14、遇到空氣分子、塵粒、云滴等質(zhì)點(diǎn)時(shí)，都要發(fā)生散射。都要發(fā)生散射。 但散射并不像吸收那樣把輻射轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而只是改變輻射但散射并不像吸收那樣把輻射轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而只是改變輻射的方向，使太陽輻射以質(zhì)點(diǎn)為中心向四面八方傳播的方向，使太陽輻射以質(zhì)點(diǎn)為中心向四面八方傳播 2.大氣對(duì)太陽輻射的散射作用大氣對(duì)太陽輻射的散射作用 大氣中的散射物質(zhì)：大氣中的散射物質(zhì)： 空氣分子、塵粒、云霧滴等空氣分子、塵粒、云霧滴等 散射的分類散射的分類（根據(jù)散射質(zhì)點(diǎn)的直徑的大?。ǜ鶕?jù)散射質(zhì)點(diǎn)的直徑的大?。?分子散射分子散射(Rayleigh)：具有選擇性：具有選擇性 粗粒散射粗粒散射（米散射）（米散射） (mie )：不具選擇

15、性：不具選擇性2.大氣對(duì)太陽輻射的散射作用大氣對(duì)太陽輻射的散射作用對(duì)稱不對(duì)稱 定義：散射質(zhì)點(diǎn)的直徑定義：散射質(zhì)點(diǎn)的直徑入射輻射波長(zhǎng)入射輻射波長(zhǎng) 如：空氣分子如：空氣分子 分子散射具有選擇性：分子散射具有選擇性： 散射能力與波長(zhǎng)的散射能力與波長(zhǎng)的4次方成反比次方成反比 如表所示：如表所示：分子散射分子散射波長(zhǎng)波長(zhǎng)0.70.620.570.520.470.440.30顏色顏色紅紅橙橙黃黃綠綠藍(lán)藍(lán)紫紫紫外紫外散射系數(shù)散射系數(shù)（相對(duì)值）（相對(duì)值）1.01.62.23.34.96.430.0 粗粒散射粗粒散射(漫射漫射) 當(dāng)散射質(zhì)點(diǎn)增大當(dāng)散射質(zhì)點(diǎn)增大(如云滴、霧滴、塵埃等如云滴、霧滴、塵埃等)，半，半徑

16、大于徑大于10 m時(shí)，此時(shí)散射量不再隨波長(zhǎng)而改變，時(shí)，此時(shí)散射量不再隨波長(zhǎng)而改變，即散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)無關(guān)，稱即散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)無關(guān)，稱粗粒散射粗粒散射(或漫射或漫射)。 空氣比較混濁或陰天時(shí)的天空呈乳白色，就是空氣比較混濁或陰天時(shí)的天空呈乳白色，就是因大氣中的塵埃等粗粒較多，大氣散射以漫射為主，因大氣中的塵埃等粗粒較多，大氣散射以漫射為主，散射光譜與輻射光譜相同的散射光譜與輻射光譜相同的 緣故。緣故。 反射物質(zhì)：云、塵埃反射物質(zhì)：云、塵埃 云的反射能力與云狀、云量、云厚有關(guān)云的反射能力與云狀、云量、云厚有關(guān) 云的平均反射率云的平均反射率50-55%，其中，其中高云高云25%、中云中云50%、低低云

17、云65%3、大氣對(duì)太陽輻射的反射、大氣對(duì)太陽輻射的反射 在以上所講的大氣對(duì)太陽輻射衰減的三種方式在以上所講的大氣對(duì)太陽輻射衰減的三種方式中中: 反射作用反射作用最重要最重要,尤其是云層尤其是云層 對(duì)太陽輻射對(duì)太陽輻射 的反射作用的反射作用 散射作用散射作用第二第二 吸收作用吸收作用相對(duì)最小相對(duì)最小以全球平均而言，太陽輻射約有以全球平均而言，太陽輻射約有30被散射和漫射回宇被散射和漫射回宇宙，稱之為行星反射率，宙，稱之為行星反射率，20被大氣和云層直接吸收，被大氣和云層直接吸收，50 到達(dá)地面被吸收到達(dá)地面被吸收 直接輻射：直接輻射：Sb (Direct beam solar radiation

18、) 太陽以平行光的形式直接投射到地面上的太陽以平行光的形式直接投射到地面上的 散射輻射：散射輻射： Sd (Diffuse solar radiation) 經(jīng)過大氣散射后以散射光的形式到達(dá)地面經(jīng)過大氣散射后以散射光的形式到達(dá)地面 總輻射：總輻射： St (solar radiation) 水平面上直接輻射與散射輻射之和，水平面上直接輻射與散射輻射之和， Sb + Sd（三）、到達(dá)地面的太陽輻射（三）、到達(dá)地面的太陽輻射1.直接輻射直接輻射太陽直接輻射的強(qiáng)弱和許多因子有關(guān)，其中最主要的太陽直接輻射的強(qiáng)弱和許多因子有關(guān)，其中最主要的有兩個(gè)，即太陽高度角和大氣透明度。有兩個(gè)，即太陽高度角和大氣透明

19、度。 （1）太陽高度角）太陽高度角(h)：太陽平行光線與水平面的交角太陽平行光線與水平面的交角由這兩幅圖看到了由這兩幅圖看到了什么規(guī)律？什么規(guī)律？ 太陽太陽平行光線平行光線與水平面之間的夾角與水平面之間的夾角 太陽高度角的大小直接影響著到達(dá)地面的太陽輻射太陽高度角的大小直接影響著到達(dá)地面的太陽輻射的強(qiáng)弱的強(qiáng)弱 （1）太陽高度角）太陽高度角h (1)太陽高度角愈大，等量的太陽輻射散布的面積太陽高度角愈大，等量的太陽輻射散布的面積就愈小就愈小 (2)太陽高度角愈大，太陽輻射穿過的大氣層愈薄太陽高度角愈大，太陽輻射穿過的大氣層愈薄 所以，太陽高度角越大，到達(dá)地面的太陽直接輻所以，太陽高度角越大，到達(dá)

20、地面的太陽直接輻射越強(qiáng)，反之，越弱。射越強(qiáng)，反之，越弱。 那么，太陽高度角的大小又和什么因素有關(guān)呢？那么，太陽高度角的大小又和什么因素有關(guān)呢？ sin h= = sinsin+coscoscos: 地理緯度地理緯度：赤緯：赤緯 ：時(shí)角，：時(shí)角， = 15o(t-12）太陽高度角的計(jì)算公式：太陽高度角的計(jì)算公式：太陽高度角太陽高度角(h)：太陽平行光線與水平面的交角：太陽平行光線與水平面的交角 緯度緯度升高，太陽高度角變小緯度升高，太陽高度角變小 定義：太陽光垂直照射地球的位置，用當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥榷x：太陽光垂直照射地球的位置，用當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥缺硎?。太陽直射地球的緯度。表示。太陽直射地球的緯度?

21、赤緯值在北半球取正值，南半球取負(fù)值赤緯值在北半球取正值，南半球取負(fù)值 變化變化： 年變化范圍：年變化范圍：-23.50+23.50 隨季節(jié)變化情況：夏至：隨季節(jié)變化情況：夏至： 冬至：冬至： 春、秋分：春、秋分：太陽赤緯：太陽赤緯：太陽高度角存在日變化sin h= = sinsin+coscoscos = 15o(t-12）正午正午=0，上午，上午0 地方時(shí)地方時(shí)t: 根據(jù)太陽位置確定的時(shí)刻稱地方時(shí)根據(jù)太陽位置確定的時(shí)刻稱地方時(shí)正午時(shí)刻（正午時(shí)刻（t=12）太陽高度角的表達(dá)式：）太陽高度角的表達(dá)式： 正午時(shí)刻的太陽高度角正午時(shí)刻的太陽高度角的大小是反映某地太陽輻的大小是反映某地太陽輻射強(qiáng)弱的一

22、個(gè)重要特征量射強(qiáng)弱的一個(gè)重要特征量 例：北緯例：北緯40度地區(qū)，夏至日正午時(shí)刻太陽高度角？度地區(qū)，夏至日正午時(shí)刻太陽高度角？090h隨時(shí)間的變化隨時(shí)間的變化日變化：正午最大，早晚最小日變化：正午最大，早晚最小年變化：在南北回歸線之間，每年太陽可直射兩次，年變化：在南北回歸線之間，每年太陽可直射兩次，北半球，北回歸線以北地區(qū)，夏至日最大，冬至日最北半球，北回歸線以北地區(qū)，夏至日最大，冬至日最小小隨緯度變化：隨緯度變化：隨緯度的升高，太陽高度角減小隨緯度的升高，太陽高度角減小太陽高度角的變化規(guī)律太陽高度角的變化規(guī)律(2)太陽高度角愈小，太陽輻射穿過的大氣層愈厚太陽高度角愈小，太陽輻射穿過的大氣層愈

23、厚 這樣大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用就越強(qiáng)，到達(dá)地面這樣大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用就越強(qiáng)，到達(dá)地面的太陽輻射就越小。的太陽輻射就越小。 太陽輻射穿過大氣層的厚度，用大氣質(zhì)量數(shù)（太陽輻射穿過大氣層的厚度，用大氣質(zhì)量數(shù)（m）表示表示 定義：在地面為標(biāo)準(zhǔn)氣壓定義：在地面為標(biāo)準(zhǔn)氣壓(1013hPa)時(shí)，太陽光垂直投時(shí)，太陽光垂直投射到地面所經(jīng)路程中，單位截面積的空氣柱的質(zhì)量，射到地面所經(jīng)路程中，單位截面積的空氣柱的質(zhì)量，稱為一個(gè)大氣質(zhì)量。稱為一個(gè)大氣質(zhì)量。 大氣質(zhì)量數(shù)大氣質(zhì)量數(shù)h 90604030 20 10 53210m11.151.552.02.95.610.415.3619.7926.9635.4高度

24、高度( (千米千米) )0 01 15 53 30 05 55 57 7O O9 90 0m m1 10 0O.85O.850 07 70 05 50 04 4O O3 3 大氣質(zhì)量對(duì)太陽直接輻射大小的影響大氣質(zhì)量對(duì)太陽直接輻射大小的影響（2)大氣質(zhì)量數(shù)大氣質(zhì)量數(shù)sinh1mm1 當(dāng)太陽高度相同時(shí)，到達(dá)地面的直接輻射是否想等呢？當(dāng)太陽高度相同時(shí)，到達(dá)地面的直接輻射是否想等呢？ 定義：透過一個(gè)大氣質(zhì)量數(shù)后的輻射強(qiáng)度與透過之前的輻射強(qiáng)度之定義：透過一個(gè)大氣質(zhì)量數(shù)后的輻射強(qiáng)度與透過之前的輻射強(qiáng)度之比，用比，用p表示，表示，p1 p的大小表明了太陽輻射穿過大氣后的削弱程度的大小表明了太陽輻射穿過大氣后

25、的削弱程度 影響大氣透明系數(shù)的因子影響大氣透明系數(shù)的因子 大氣成分：大氣中水汽、水汽凝結(jié)物、塵埃等大氣成分：大氣中水汽、水汽凝結(jié)物、塵埃等 輻射的波長(zhǎng)：長(zhǎng)波光透明系數(shù)大，短波光透明系數(shù)小輻射的波長(zhǎng)：長(zhǎng)波光透明系數(shù)大，短波光透明系數(shù)小 時(shí)間時(shí)間:（3）大氣透明系數(shù)）大氣透明系數(shù)光線光線 紫外線紫外線 紫光紫光 藍(lán)光藍(lán)光 綠光綠光 黃光黃光 紅光紅光 紅外線紅外線 a 0.32 0.55 0.64 0.72 0.76 0.78 0.80 p p、m m、 h h、這三個(gè)因子對(duì)到達(dá)地面的直接輻射的影響用這三個(gè)因子對(duì)到達(dá)地面的直接輻射的影響用公式表示：公式表示： Sb = p = pm m So si

26、nh sinh 隨太陽高度角的增大而增大隨太陽高度角的增大而增大 隨大氣透明系數(shù)增大而增大隨大氣透明系數(shù)增大而增大 隨大氣質(zhì)量數(shù)的增大而減小隨大氣質(zhì)量數(shù)的增大而減小p p、m m、 h h對(duì)太陽直接輻射的影響對(duì)太陽直接輻射的影響 直接輻射有顯著的年變化、日變化和隨緯度的變化。這直接輻射有顯著的年變化、日變化和隨緯度的變化。這種變化主要由太陽高度角決定。種變化主要由太陽高度角決定。 日變化日變化 年變化年變化 隨緯度變化隨緯度變化 隨海拔高度變化隨海拔高度變化太陽直接輻射的變化情況太陽直接輻射的變化情況月份月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rsb(w/m2) 202 2

27、79 314 453 460 419 384 342 349 258 188 167北京直接輻射的月平均值北京直接輻射的月平均值 散射輻射的強(qiáng)弱也與太陽高度角及大氣透明度有關(guān)。散射輻射的強(qiáng)弱也與太陽高度角及大氣透明度有關(guān)。 太陽高度角增大時(shí)，到達(dá)近地面層的直接輻射增強(qiáng)，太陽高度角增大時(shí)，到達(dá)近地面層的直接輻射增強(qiáng)，散射輻射也就相應(yīng)地增強(qiáng)；相反，太陽高度角減小時(shí)，散射輻射也就相應(yīng)地增強(qiáng)；相反，太陽高度角減小時(shí)，散射輻射也弱。散射輻射也弱。 大氣透明度不好時(shí)，參與散射作用的質(zhì)點(diǎn)增多，散射大氣透明度不好時(shí)，參與散射作用的質(zhì)點(diǎn)增多，散射輻射增強(qiáng)；反之，減弱。云也能強(qiáng)烈地增大散射輻射。輻射增強(qiáng)；反之，減弱。云也能強(qiáng)烈地增大散射輻射。2、散射輻射、散射輻射Sd 當(dāng)天空中有較多當(dāng)天空中有較多粗