大气科学概论第二章

  本文选题：大气科学概论第二章　切入点：　

大气科学概论

第二章 大气辐射学
§1 辐射概述 §2 辐射平衡的基本规律 §3 太阳辐射及其在大气中的衰减 §4 到达地面的太阳辐射 §5 地气辐射 §6 地面辐射差额和气温变化 §7 地气系统能量平衡

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本章重点：
黑体与灰体 基尔霍夫定律 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 斯蒂芬 玻尔兹曼定律 维恩定律 大气对辐射的吸收特点 大气对太阳辐射的散射 太阳高度角 大气透明度 大气中长波辐射的特点 地面辐射差额时空分布特征 大气窗

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§1 辐射概述
§1.1 辐射的概念 辐射的传播—电磁波 §1.2 辐射的传播 电磁波 §1.3 黑体与灰体 §1.4 辐射场物理量

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§1 习题
1、什么是辐射？ 、什么是辐射？ 2、什么是黑体和灰体？ 、什么是黑体和灰体？ 3、辐射通量和辐射通量密度的概念。 、辐射通量和辐射通量密度的概念。

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§1.1 辐射的概念
自然界中的一切物体，只要其温度在 自然界中的一切物体，只要其温度在-273℃以上， ℃以上， 都以电磁波的方式向四周放射能量， 都以电磁波的方式向四周放射能量，这种传播能 量的方式称为辐射 辐射。 量的方式称为辐射。 辐射是能量的一种形式， 辐射是能量的一种形式，指物质以电磁波的形式 是能量的一种形式 放射的能量。 放射的能量。

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§1.2 辐射的传播—电磁波
1、传播速度：3×108m/s 、传播速度： × 2、波长范围：10-16m—103m 、波长范围： — λ： 宇宙射线＜ γ射线＜X射线＜紫外线＜可见光＜红外线（＜微 ： 宇宙射线＜ 射线 射线＜ 射线 紫外线＜可见光＜红外线（ 射线＜ 波）＜无线电波

不同电磁波的具体波长范围
名称 紫外线 可见光 近红外 红 外 线 中红外 远红外 超远红外 毫米波 微 波 厘米波 分米波 波长范围 100埃 0.4微米 100埃～0.4微米 0.4微米～0.76微米 0.4微米～0.76微米 微米 0.76微米～3.0微米 0.76微米～3.0微米 微米 3.0微米～6.0微米 3.0微米～6.0微米 微米 6.0微米～15微米 6.0微米～15微米 微米 15微米～1000微米 15微米～1000微米 微米 1～10毫米 10毫米 1～10厘米 10厘米 10厘米～1米 10厘米～ 厘米

可见光波长范围
色彩名称 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 波长范围 0.40～0.43微米 0.40～0.43微米 0.43～0.47微米 0.43～0.47微米 0.47～0.50微米 0.47～0.50微米 0.50～0.56微米 0.50～0.56微米 0.56～0.59微米 0.56～0.59微米 0.59～0.62微米 0.59～0.62微米 0.62～0.76微米 0.62～0.76微米

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§1.2 辐射的传播—电磁波
3、大气科学对辐射的研究对象： 、大气科学对辐射的研究对象： 太阳短波辐射、地球和大气长波辐射 太阳短波辐射、

§1.3 黑体与灰体(1)
Q0 Qr

Qa Qd

Q 0 =Qa + Qr + Qd
Qa Qr Qd 1 =Q + Q + Q 0 0 0

a + r + d =1

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水分含量对玉米叶子反射率的影响

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不同土壤的反射波谱曲线

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土壤湿度对反射率的影响

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水的混浊度对其反射波谱曲线的影响

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各种地表对太阳辐射的反射率（%）
地表 森林 田地（绿色） 田地（已开垦的干地） 草地 裸地 沙地 反射率 3～10 3～15 20～25 15～30 7～20 15～25 地表 雪地（新雪） 雪地（陈雪） 冰 水面hθ＞40° 水面hθ=5～30° 反射率 80 50～70 50～70 2～4 6～40

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以上图表可以说明什么？
物体的吸收率、 物体的吸收率、反射率 和透射率大小随着辐射 的波长和物体的性质而 改变。 改变。

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§1.3 黑体与灰体(2)
黑体： 黑体：若物体对于投射到其上所有波长的辐射都 绝对黑体。 能全部吸收的物体称为绝对黑体 故有： 能全部吸收的物体称为绝对黑体。故有： a=1,r=d=0 a=1,r=d=0

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§1.3 黑体与灰体(3)
若物体仅对某一波长辐射能全部吸收，称为相对 若物体仅对某一波长辐射能全部吸收，称为相对 黑体。 黑体。 灰体： 小于1且不随波长而变化的物体。 灰体：a小于1且不随波长而变化的物体。 a=1若物体不透明,则透射率 ０ 吸收率a=1 若物体不透明,则透射率d=０ ，吸收率a=1-r。

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§1.4 辐射场物理量
1、辐射通量Φ：单位时间内通过某一平面的辐射 、辐射通量 ： 能，也称为辐射功率，单位为J/s或W。 也称为辐射功率，单位为 或 。

dQ Φ= dt
2、辐射通量密度E：单位面积的辐射通量，或是单 、辐射通量密度 ：单位面积的辐射通量， 位面积单位时间内通过的辐射能， 位面积单位时间内通过的辐射能，单位为W·m-2 ·
dΦ dQ E= = dA dA ? dt

辐照度

辐出度

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辐射光谱
全部波长的总辐射能： 全部波长的总辐射能： Fλ为分光辐射出射度或 者叫单色辐射通量密 度。

Fλ

λ dλ

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第二章 大气辐射学

§2 辐射平衡的基本规律

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习题： 习题： 基尔霍夫定律 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 斯蒂芬 玻尔兹曼定律 维恩定律

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§2 辐射平衡的基本规律
§2.1 辐射平衡 §2.2 基尔霍夫定律 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 §2.3 斯蒂芬 玻尔兹曼定律 §2.4 维恩定律

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§2.1 辐射平衡
当物体放射出的辐射能等于它吸收的辐射能时， 当物体放射出的辐射能等于它吸收的辐射能时， 物体处于辐射平衡状态，可用一态函数—温度 来 物体处于辐射平衡状态，可用一态函数—温度T来 描述，因此平衡辐射又称为温度辐射。 描述，因此平衡辐射又称为温度辐射。 温度辐射

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§2.2 基尔霍夫定律
在一定温度下，对某一特定波长而言， 在一定温度下，对某一特定波长而言，任何物体 的辐出度与吸收率之比是一个普适函数，该函数 辐出度与吸收率之比是一个普适函数， 之比是一个普适函数 温度和 有关， 只与温度 波长有关 而与物体的其它性质无关。 只与温度和波长有关，而与物体的其它性质无关。 即具有选择吸收性： 即具有选择吸收性： 选择吸收性
Fλ ,T Aλ ,T = E (λ , T )

E(λ,T)为绝对黑体的分光辐出度，即某一波长范围 为绝对黑体的分光辐出度， 为绝对黑体的分光辐出度 内的辐出度。 内的辐出度。

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§2.2 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律表明： 基尔霍夫定律表明： 某温度、 某温度、某波长的任何物体的辐射出射度和其吸 收率之比都等于同温度、 收率之比都等于同温度、同波长下黑体的辐射出 射度。 射度。 在一定波长、一定温度下，一个物体的吸收率等 在一定波长、一定温度下， 与该物体同温、同波长的放射率。 与该物体同温、同波长的放射率。 同一物体在温度T时它放射某一波长的辐射 时它放射某一波长的辐射， 同一物体在温度 时它放射某一波长的辐射，在同 样温度下也吸收这一波长的辐射。 样温度下也吸收这一波长的辐射。

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§2.3斯蒂芬-玻尔兹曼定律
黑体的总放射能力E 与它本身的绝对温度T的四次 黑体的总放射能力 Tb与它本身的绝对温度 的四次 方成正比。 方成正比。

ETb = σT

4

斯蒂芬-玻尔兹曼常数： 斯蒂芬 玻尔兹曼常数：σ=5.6696×10-8 W·m-2·K-4 玻尔兹曼常数 ×

σ=5.67×10-8 W·m-2·K-4 ×

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§2.4 维恩定律
黑体单色辐射极大值所对应的波长(λ 黑体单色辐射极大值所对应的波长 m) 与其本身 绝对温度(T)的乘积为一常数。 绝对温度 的乘积为一常数。 的乘积为一常数

C λm = T
C=2896?m·K

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第二章 大气辐射学

§3 太阳辐射及其在大气中的 衰减

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习题
1、大气对太阳辐射的削弱作用有哪些？ 、大气对太阳辐射的削弱作用有哪些？ 2、太阳辐射光谱穿过大气后的主要变化有哪些？ 、太阳辐射光谱穿过大气后的主要变化有哪些？ 3、大气吸收的特点？ 、大气吸收的特点？ 4、为何晴朗的天空呈蓝色？ 、为何晴朗的天空呈蓝色？ 5、大气散射如何分类？ 、大气散射如何分类？

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§3 太阳辐射及其在大气中的衰减
§3.1 太阳辐射及日地关系 §3.2 大气对辐射的衰减
§3.2.1大气对太阳辐射的吸收 大气对太阳辐射的吸收 §3.2.2大气对太阳辐射的散射 大气对太阳辐射的散射 §3.2.3 大气对太阳辐射的反射

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§3.1 太阳辐射及日地关系(1)
s-sun e-earth

半径： 半径：rs =6.96×105Km，re =6370.9Km，rs ≈109re × ， ， 质量： 质量：ms ≈3.3×105me × 体积： 体积：Vs ≈1.36×106Ve × 表面温度： 表面温度：Ts ≈5800K 地球接收太阳辐射为18× 地球接收太阳辐射为 ×1016W，约为太阳总辐射 能量的22亿分之一。 能量的 亿分之一。 亿分之一

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§3.1 太阳辐射及日地关系(1)

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§3.1 太阳辐射及日地关系(2)

§3.1 太阳辐射及日地关系(3)
太阳辐射光谱： 的黑体光谱， 太阳辐射光谱：6000K的黑体光谱，其中可见光 的黑体光谱 其中可见光50%，红外 ， 43%，紫外7%，绝大部分能量集中于 ，紫外 ，绝大部分能量集中于0.15～4?m。 ～ 。

图中：实线是大气上界 的太阳辐射光谱； 虚线是温度在6,000K时的 虚线是温度在6,000K时的 黑体辐射光谱。

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§3.1 太阳辐射及日地关系(4)
太阳常数：当地球位于日地平均距离处， 太阳常数：当地球位于日地平均距离处，在大气 面积内， 内获 上界，垂直于太阳光线的1cm2面积内，1min内获 上界，垂直于太阳光线的 得的太阳辐射能量。 得的太阳辐射能量。

I 0 = 1367 ± 7W ? m

?2

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§3 太阳辐射及其在大气中的衰减
§3.2 大气对辐射的衰减
§3.2.1大气对辐射的吸收 大气对辐射的吸收 §3.2.2大气对太阳辐射的散射 大气对太阳辐射的散射 §3.2.3大气对太阳辐射的反射 大气对太阳辐射的反射

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臭氧

分子散射 臭氧

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§3.2.1大气对辐射的吸收
1、吸收------有选择地吸收。 、吸收 有选择地吸收。 有选择地吸收 主要吸收主体：氧气、 臭氧、 主要吸收主体：氧气、水、臭氧、二氧化碳及 固体杂质等。 固体杂质等。 大气吸收光谱：（见附表） ：（见附表 2、大气吸收光谱：（见附表） 太阳辐射： 太阳辐射：紫外<0.29μm几乎全吸收，可见光 辐射 μm几乎全吸收， 吸收不强，红外主要是水汽吸收， 吸收不强，红外主要是水汽吸收，其次为CO2、 CH4。

吸收 气体

吸收光谱

对辐射的作用

H2 O

吸收了约4 吸收了约 % -15%太阳能 太阳能 水汽主要为红外区：最强为 μm μm吸收带 红外区 水汽主要为红外区：最强为6.3μm吸收带 使太阳光谱改变。 量，使太阳光谱改变。 μm吸收带 和>12μm吸收带； μm吸收带； 几乎覆盖地气长波辐射全 液态水吸收带与水汽对应， 液态水吸收带与水汽对应，但向长波移动 波段。 波段。 主要<0.26μm紫外区： 主要<0.26μm紫外区： <0.26μm紫外区 舒曼-龙格带（0.125-0.2μm）、 舒曼-龙格带（0.125-0.2μm）、 赫兹堡带(0.24 (0.24赫兹堡带(0.24-0.26μm) 可见光区 0.76μm）、 ）、B 可见光区：A带（0.76μm）、B带 (0.69μm) 最强在紫外区：哈特来带（ 最强在紫外区：哈特来带（0.22紫外区 0.30μm）、哈金斯带 μm）、哈金斯带(0.32-0.36μm μm) μm）、哈金斯带 μm 可见光： 可见光：查普斯 带 红外区： μm、 μm μm、 μm) 红外区：(4.7μm、9.6μm、14.1μm μm μm 吸收作用很强， 吸收作用很强，但吸收能 量不多， 量不多，对太阳辐射削 弱不大。 弱不大。

O2

O3

O3层吸收太阳辐射能量的 2%左右，是导致平流层 左右， 左右 上部温度较高的原因。 上部温度较高的原因。

CO2

对太阳辐射的吸收不专门 讨论。 讨论。 μm红外区 >2μm红外区（2.7μm、4.3μm、15μm） μm红外区（2.7μm、4.3μm、15μm） 对长波辐射， 15μm吸收 对长波辐射，以15μm吸收 带最为重要。 带最为重要。

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§3.2.1大气对辐射的吸收
大气吸收的特点： 大气吸收的特点： a) 大气吸收太阳能具有选择性，且位于太阳光谱 大气吸收太阳能具有选择性， 能量较小的区域内。 能量较小的区域内。 b) 大气对太阳辐射吸收弱，不是直接加热低层大 大气对太阳辐射吸收弱， 气的直接热源。 气的直接热源。

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§3.2.2 大气对太阳辐射的散射

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§3.2.2 大气对太阳辐射的散射
散射：（对太阳辐射需考虑，对长波辐射可忽略。 散射：（对太阳辐射需考虑，对长波辐射可忽略。） ：（对太阳辐射需考虑 尺度数： 尺度数：

2 πa x= λ

（1）瑞利散射：x<<1，a<<λ(气体分子对可见光的散射) ）瑞利散射： ， (气体分子对可见光的散射) （2）米散射： 0.1<x<50，a～λ(大气中云滴、尘埃对可见光 ）米散射： ， ～ (大气中云滴、 的散射） 的散射） （3）几何光学范畴：x>50，a>>λ（大雨滴对可见光产生折 ）几何光学范畴： ， （ 射、反射现象） 反射现象）

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§3.2.3 大气对太阳辐射的反射
反射没有选择性，所以反射光呈白色。 反射没有选择性，所以反射光呈白色。 反射物： 反射物： 云的反射最强，平均50-55%。 云的反射最强，平均 。

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第二章 大气辐射学

§4 到达地面的太阳辐射

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习题：
直接辐射的影响因子是?它们是怎样影响直接辐 直接辐射的影响因子是 它们是怎样影响直接辐 射的？ 射的？ 影响散射辐射的因子？ 影响散射辐射的因子？ 总辐射影响因子及其日变化特征？ 总辐射影响因子及其日变化特征？

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§4 到达地面的太阳辐射
包括两部分：太阳直接辐射和天空散射辐射。 包括两部分：太阳直接辐射和天空散射辐射。
§4.1 到达地面的太阳直接辐射 §4.2 散射辐射 §4.3 总辐射 §4.4 地面对太阳辐射的反射

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§4.1 到达地面的太阳直接辐射
太阳以平行光的形式，投射到地面上的那部分辐射能， 太阳以平行光的形式，投射到地面上的那部分辐射能，称 为直接辐射， 为直接辐射，通常以到达水平面上的太阳直接辐射的辐照 度来表示直接辐射的大小。 度来表示直接辐射的大小。 直接辐射的影响因子： 直接辐射的影响因子： 太阳高度角、大气透明度 太阳高度角、

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1、太阳高度角 、
1）太阳高度角越大，等量的太阳辐射散布的面积就越小， ）太阳高度角越大，等量的太阳辐射散布的面积就越小， 地表单位面积上所获得的太阳辐射能就越大。（ 。（图 地表单位面积上所获得的太阳辐射能就越大。（图2.8b） ）

直接面上接受的太阳辐射是： 当h=90°时，直接面上接受的太阳辐射是： ° I·S 太阳辐射是： 当90°>h>0°时，太阳辐射是： ° ° I’·S’= I· S I’= I ·sinh

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1、太阳高度角 、
2）太阳高度角越小，太阳光透过的大气层就越厚(图 ）太阳高度角越小，太阳光透过的大气层就越厚 图 2.9)，削弱就越强，到达地面的太阳辐射就越小。 ，削弱就越强，到达地面的太阳辐射就越小。 太阳光在大气中的射程为AO。 当h=90°时，太阳光在大气中的射程为 ° 。 当90°>h>0°时，太阳光在大气中的射程为OC。 ° ° 太阳光在大气中的射程为 。

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一个大气质量：在地面为标准气压(1013hPa)时 一个大气质量：在地面为标准气压(1013hPa)时， (1013hPa) 太阳光垂直投射到地面所经路程中， 太阳光垂直投射到地面所经路程中，单位截面 积的空气柱的质量，称为一个大气质量。 积的空气柱的质量，称为一个大气质量。

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2、大气透明度 、
大气透明度： 大气透明度：大气对太阳辐射的透射程度 透明系数（ 透明系数（p）: p=I/I0 公式: Bouguer 公式: I = I0pm 主要影响因素有:水汽、凝结物、杂质。 主要影响因素有:水汽、凝结物、杂质。

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到达地面的太阳直接辐射的年变化

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§4.2 散射辐射
天空散射辐射I 天空散射辐射 D：水平地 表面上的自天空各方向 上大气散射来的太阳辐 射通量密度， 射通量密度，，单位为 W·m-2。 ·

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影响因子：太阳高度角、大气透明度、 影响因子：太阳高度角、大气透明度、云

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§4.3 总辐射
地面总辐射： 地面总辐射：到达水平地表面的太阳直接辐射与 天空散射之和,单位为 ·m-2。 天空散射之和 单位为W· 单位为 IG = I′+ ID

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总辐射影响因子及其日变化 太阳高度角、大气透明度、云量等。 太阳高度角、大气透明度、云量等。 总辐射日变化特点 特点： 总辐射日变化特点：
日出以前——只有散射辐射； 日出以前——只有散射辐射； ——只有散射辐射 日出以后，太阳直接辐射和散射辐射逐渐增加； 日出以后，太阳直接辐射和散射辐射逐渐增加； 中午时，总辐射达到最大值； 中午时，总辐射达到最大值； 中午以后，总辐射又按相反的次序变化。 中午以后，总辐射又按相反的次序变化。 云的影响可以使这种变化规律受到破坏。 云的影响可以使这种变化规律受到破坏。

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总辐射分布特点：日总量随纬度的增大而减小。 总辐射分布特点：日总量随纬度的增大而减小。 特点
青海、新疆， 青海、新疆，黄河流域 次之,年总辐射量 次之 年总辐射量 为:159.2-212.3W／m2 ／

最小辐射： 最小辐射： 长江流域、 长江流域、 华南地区 最丰富, 最丰富 年总辐 射量为:212.3射量为 252.1W／m2 ／

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§4.4 地面反射辐射
地表反射率：与下垫面性质和状态有关。 反射率与地面状况、颜色、粗糙度、植被、土壤 性质有关。 新雪：80—95% 裸地：7%—20%

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不同性质地面的反射率（ ） 不同性质地面的反射率（%）

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第二章 大气辐射学

§5 地气辐射

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习题：
地面发射能量的大小主要决定于什么？ 什么是大气窗？大气窗存在的意义？ 大气中长波辐射的特点？ 影响有效辐射的主要因子？ 有效辐射的日变化？ 有效辐射的年变化？

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一、地面辐射和大气辐射
（一）地面辐射： 地面吸收太阳辐射能后不停地向外放射辐射，称 为地面辐射。属于长波辐射（3-120 μm ）。 3 m 最大放射能量所对应的波长为10-15 μm。 1010 m 地面发射能量的大小主要决定于： 地面本身的温度，而温度的高低又决定于地面储 存能量的多少。

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（二）大气辐射： 1、概念： 大气吸收地面辐射后向外放射辐射，称为大 气辐射。属于长波辐射（3-120 ?m ）。 2、大气的主要吸收体：水（水汽和液态水）、 二氧化碳、臭氧。 3、地面和大气运用斯蒂芬—波耳兹曼定律， 可写成如下形式：

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（三）大气窗 地面长波辐射在8-12 ?m范围中放射能力较强，而水不吸 收，臭氧吸收窄，因此此波段全部透过大气层，在高空看 地面在此波段开了一个“天窗”，因此此波段称为“大气 “ ” “ 窗”。

大气窗存在的意义： 此波段是地面辐射强区，约占20%，可利用红 外辐射观测此波段的辐射强弱，推断地表温度 的变化。

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透 射 率 （ % ）

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（四）大气中长波辐射的特点

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（五）大气逆辐射和保温效应
大气逆辐射的作用： 其值的大小，决定了地表得到热能补偿的多少， 因此其对地面有保温作用。 地球—无大气：T=-23℃ —无大气：T=-23 有大气：T=15℃ 月球—白天： T=127℃ — 夜晚： T=-183℃

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二、地面的有效辐射
1、概念： 地面有效辐射F 地面有效辐射 0:地面放射的辐射Eg与地面吸收的 大气逆辐射δEa之差。 表达式：F0 =Eg-δEa F0表示地表损失热量的多少。

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2、影响有效辐射的主要因子有： 地面温度，空气温度，空气湿度和云况，地表面 的性质。 3、有效辐射的日变化 4、有效辐射的年变化

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第二章 大气辐射学

§6 地面辐射差额和气温变化

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习题：
影响地面辐射差额的因子有哪些？ 影响地面辐射差额的因子有哪些？ 地面辐射差额日变化、年变化特点？ 地面辐射差额日变化、年变化特点？ 地面辐射差额的地理分布特征？ 地面辐射差额的地理分布特征？ 气温日变化及日较差？ 气温日变化及日较差？ 气温年变化及年较差？ 气温年变化及年较差？

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§6 地面辐射差额和能量平衡
§6.1 地面辐射差额 §6.2 地面能量平衡 §6.3 气温日变化 §6.4 气温年变化

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辐射差额（净辐射） 收入辐射能 收入辐射能-支出辐射能 辐射差额（净辐射）=收入辐射能 支出辐射能

?> 0物体升温 ? 辐射差额?= 0温度不变 ?< 0物体降温 ?

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§6.1 地面辐射差额
地面辐射差额 = 吸收的太阳总辐射 + 吸收的大气逆辐射 - 向外放射的长波辐射

?> 0热量积累 ? 地面辐射差额? ?< 0热量亏损 ?

影响地面辐射差额的因子： 影响地面辐射差额的因子： 地面温度，空气温度， 太阳高度角，大气透明度，地面温度，空气温度， 空气湿度和云况，地面反射率。 空气湿度和云况，地面反射率。

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地面辐射差额日变化特点： 地面辐射差额日变化特点：

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地面辐射差额年变化特点： 地面辐射差额年变化特点：

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在高纬度和某 地面辐射差额的地理分布特征

些高山终年积 雪区才是负值。 雪区才是负值。

辐射差 额的年 振幅随 地理纬 度的增 加而增 大。

对同一地理 纬度来说， 纬度来说， 陆地的年振 幅大于海洋 的年振幅。 的年振幅。

全球各纬度绝 大部分地区地 面辐射差额的 年平均值都是 正值 。

就整个地球表面平均来说是收入大于支出。 就整个地球表面平均来说是收入大于支出。

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§6.2 地面能量平衡

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§6.2 地面能量平衡
地表净能量通量=地表净短波辐射通量 净长波辐射通量 地表净能量通量 地表净短波辐射通量-净长波辐射通量 地表净短波辐射通量 -地表感热通量 地表潜热通量 流进土壤深层的热量 地表感热通量-地表潜热通量 地表感热通量 地表潜热通量-流进土壤深层的热量

?> 0地表温度上升 ? 地表净能量通量? ?< 0地表温度下降 ?

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§6.3 气温日变化

大气温度升高

地面增热

将热量传递给边界层大气

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§6.3 气温日变化

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§6.3 气温日变化
地表面对大气边界层温度的影响是与什么有关？ 地表面对大气边界层温度的影响是与什么有关？ 地表面性质、 地表面性质、 冷暖洋流、 冷暖洋流、 大气水平运动和垂直运动。 大气水平运动和垂直运动。

§6.3 气温日变化

气温日变化最高值 出现在午后2点左 右，最低值出现在 清晨日出左右。 日较差：纬度、季 节、下垫面、地形。

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§6.3 气温日变化
3-4℃

12℃

日较差最大的地区在副热 向两极减小。 带，向两极减小。 夏季>冬季 夏季 冬季 陆地>海洋 陆地 海洋 盆地、 盆地、谷地日较差大 凸出地形日较差小 沙漠>潮湿地区 沙漠 潮湿地区 晴天>阴天 晴天 阴天

8-9℃

§6.4 气温年变化
气温年变化：中纬大陆 气温以7月最高，1月最 低；海洋气温以8月最 高，2月最低。 年较差：高纬大于低纬； 同一纬度，陆地大于海 洋。

大气科学概论

第二章 大气辐射学

§7 地气系统能量平衡

大气科学概论

§7 地气系统能量平衡
一、大气的辐射差额 1、大气的辐射差额分为：整个大气层的辐射 差额和某一层大气的辐射差额。 2、整个大气层辐射差额的表达式为：

大气科学概论

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二、地-气系统辐射差额 气系统辐射差额 1、如果把地面和大气看作为一个整体，其辐射能 的净收入为:

Rs =(Q + q )(1 - r ) + qa - F∞

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能量平衡

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