大气压力
PPT文档演模板
大气压力随海拔高 度而变
在同一位置，冬季 大气压力比夏季大 气压力高，变化范 围5％以内
海平面大气压力称 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
大气压力变化
•平均气压随纬度分布
PPT文档演模板
• 气压日变化（2‰）
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
第一节 地球绕日运动的规律
B 某地的真太阳时T
•经度
•太阳与地球距离 变化造成的偏差
•90W
•北京时间
•90 E
•时区当地 标准时
PPT文档演模板
B 当地的钟表时间T0就是
•伦敦时间
忽略了时差e 的当地平均太阳时。
问题：西安的真太阳时和北京时间差多少?
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
B 温度波在向地层深处传递时， 有衰减和延迟；1.5m后日变 化被滤掉；一定深度后便成 为恒温层，温度比全年气温 平均温度高1～2℃。
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
地层温度
PPT文档演模板
•恒温层温度
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
地层温度
B 未考虑地热的影响，可以采用付立叶导热微 分方程来求地层在周期温度作用下的温度场。 假定地壳是一个半无限大的物体，有：
我国降水基本集中在夏季，长江流域在夏初有“梅雨” 降雪集中在北纬35°以北
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
•大•气大层质量＝1
••大大气层质量＝2
•＝30
•地球表面处法向太阳 直射辐射照度：
•IN = I0P m
•m = L’/L = 1/sin
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
太阳日总辐射照度与朝向
B 地点：北纬40°
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
PPT文档演模板
晚上9~10时最高，凌晨和午后 最低 沿海地区夏季和各地秋冬季： 日变化与气温日变化一致
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
湿度
B 日变化 J 绝对湿度一日中相对稳定 J 相对湿度与气温变化反相
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
湿度 B 年变化 J 内陆和沿海地区差别较大
蒲福风力等级表
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
风玫瑰图
•某地的风向频率分布
•实线为全年，虚线为7月份
PPT文档演模板
•某地一年的风速频率分布
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
PPT文档演模板
北 京 地 区 的 风 玫 瑰 图
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
海陆风和山谷风
清华大学建筑环境学第2 章建筑外环境
PPT文档演模板
2020/11/7
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
为什么要考虑建筑外环境?
B 建筑物所在地的气候条件，会通 过围护结构，直接影响室内的环境， 为得到良好的室内气候条件以满足 人们生活和生产的需要，必须了解 当地各主要气候要素的变化规律及 其特征。
赤纬和太阳高度角有什么区别？ 时角和太阳方位角有什么区别？
•sin = cos cos h cos + sin sin •sin A = cos sin h /cos
•
•
•太阳高度角
PPT文档演模板
•太阳方位角
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
第 二 节
太 阳 辐 射
PPT文档演模板
•紫外线 •可见光
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
空气温度
B 日较差：一日内气温的最高值 和最低值之差。
B 年较差：一年内最冷月和最热 月的月平均气温差。
B 年平均温度：向高纬度地区每 移动 200~300 km 降低1℃。
•年较差与纬度的关系
PPT文档演模板
清华大•太学建阳筑环辐境射学第和2章日建筑气外温环 变化
第一节 地球绕日运动的规律
B 太阳的位置与日 照的关系
•北回归线
J 赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面
•南回归线
之间的夹角
•0
•赤纬d
PPT文档演模板
•+2327
•-2327
•0
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
南北回归线
•圈北极 •6633
•北回归线 •2327
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
B QR＝Qg－Qsky ＝σ ( Tg4 －Tsky4 )
•波尔兹曼常数
•地表温度
•有效天空温度
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
有效天空温度
•日照百分率
•地表温度
•水蒸汽分压力
•空气温度
B 参考文献：刘森元，黄远峰：天空有效温度的探讨，《太阳能 学报》，Vol.4, No.1, pp.63-68, 1983
J X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2 及其它大气成分强烈吸收
B 短波
J 受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色
J 紫外线被大气中的臭氧所吸收
B 长波
J 被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
B 剩下的
J 可见光＋近红外线
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
境
空气温度的日变化
武汉九月初一天的气象数据 一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温 一般出现在凌晨4~5时
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
空气温度的年变化
武汉某年的气象数据 一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、 2月份。
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
逆温层
•原因
• 地面有冷 源 •1. 夜间长波辐 射 •2. 附近有较低 温的海风吹来
PPT文档演模板
•正常的温度梯度：地表热，高空冷
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
空气温度的局部效应
B 受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响，离
建筑物越远，温度越低
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
PPT文档演模板
•未考虑地热影响的
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
湿度
B 来源
J 水体蒸发
J 植物蒸发
B 影响因素
J 地面性质
J 水体分布 J 季节 J 阴晴
水蒸汽分压力
冬季较低，夏季较高 湿热地区：15~20 mbar 寒冷和沙漠地区： 2 mbar 日变化较小，季节变化较大 内陆地区夏季：上午9~10时和
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
大气环流
B 赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热，极地 正相反。地表温度不同是大气环流的动因， 风的流动促进了地球各地能量的平衡。
•盈余区域 •短缺区域
PPT文档演模板
•净增 益
•辐射增益区 • 随纬度基本
不变 •占地面积40
％
•过渡 区
•占地 面积36
关于太阳高度角
B 太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相 关，从而影响日射强度。太阳高度角低则日 射强度小
B 冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高 B 清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度
角高 B 高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太
阳高度角高
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
太阳高 度角冬 夏不同
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
降水
B 大地蒸发的水分进入大气层，凝结后又回 到地面，包括雨、雪、冰雹等
B 降水强度：24小时的降水总量，单位 mm (或cm)
B 影响因素
J 气温 J 地形 J 大气环流 J 海陆分布
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
我国降水分布
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
空气温度
B 主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 B 空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式
进行热交换而被加热或冷却以对流为主。 对短波辐射几乎是透明体。 B 空气温度是如何产生变化的？
J 白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ J 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ J 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？
•近红外线
•长波 •红外线
清华大学建筑环境学第2章建筑外环
境
太阳总辐射能量比例
B 太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 B 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，
辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
大气层对太阳辐射的吸收
B 超短波
空气温度的局部效应
B 霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地
面上的空气温度
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
有效天空温度
B 大气层吸收10％以上的太阳辐射和来自地面 的反射辐射，并向地面进行长波辐射（5～ 8m及13m以上）
B 地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换
热QR
•地表的黑度
PPT文档演模板
清华大学建筑环境学第2章建筑外环 境
PPT文档演模板
地层温度
B 表面温度的变化取决于太阳 辐射和对天空的长波辐射， 可看作是周期性的温度波动