• 长江流域和大部分华南地区 119.4—159.2W／ m2 • 四川盆地最少
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城市中太阳辐射的时空变化
城市中人类活动(工业生产、交通运输 等)而引起空气污染的周期性和非周期性变 化，使得到达城区地表的太阳总辐射的时 间变化比郊区更加复杂。
就日变化来说，城区总辐射的削弱以 白天12~15时为最大；就季节变化而言， 因城区云量和污染物浓度的季节变化而各 不相同。
S
D
QI
QL,
QL,
Qn QI (1) QL, QL,
QI S D
城市的辐射收支
Qn QI (1) QL, QL,
QI S D
Qn 地表净辐射 QI 太阳总辐射 S 太阳直接辐射 D 太阳散射辐射
下垫面反射率
QL, 大气长波逆辐射（方向向下） QL, 地面长波逆辐射（方向向上）
QL￪ 。
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城市的辐射收支
（4）大气长波逆辐射
大气向下放射的长波辐射称为大气逆辐射
(大气下行辐射)QL￬。
大气平均温度比地面低，其辐射波长范围： 7000～120000nm，最大放射能力的波长为15000nm， 也属于红外长波辐射。
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城市的辐射收支
（5）太阳辐照度 在地面上接收到的太阳辐射流量。 太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层的吸收、散射、反
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2.3 城市的辐射收支
（2）太阳总辐射
是地球表面某一观测点水平面上接收太阳的直射辐射与太 阳散射辐射的总和。晴天为直射辐射为主，散射约占总辐射 的15%，阴天或太阳被云遮挡时只有散射辐射。
波长：0.15～4μm。波长较短的紫外光区、波长较长的红 外光区、介于二者之间的可见光区。
能量：主要分布在可见光区和红外区，前者占50％，后 者占43％，紫外区占7％。
斯蒂芬 - 波尔兹曼常数，
5.6696 10 -8 W/（m2 k 4）
-气长波辐射能的交换
地面长波辐射QL↑大于郊区
城市下垫面温度高长波辐射大
据Oke等的估算， QL↑的城、乡差别在夜间为 5-12%，而在白天为21%左右。
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2.3.3 城市地-气长波辐射能的交换 （2）大气逆辐射 QL,
城市建筑日照设计
▪ 遮阳措施
据文献研究结果，合理的建筑物遮阳设计可以使空调 系统的运行能耗降低约16%~29%。
建筑遮阳措施： 水平遮阳 百叶遮阳 格栅（格子遮阳）
外窗、幕墙遮阳措施： 内、外百叶遮阳 内、外卷帘遮阳 玻璃内百叶遮阳 活动板遮阳 遮阳窗帘
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城市太阳辐射的时空变化
城市中太阳辐射的时空变化
城市内部太阳总辐射的分布差异也十分显著， 这与多种因素有关。
首先，由于城市各区功能不同，局地大气污 染浓度不一；在污染浓度大的工业区，地面所获 得的太阳总辐射量必然减少。
另外，城市内部太阳总辐射的差异与风向的 关系密切，当风由城市工业区吹来而风速又不大 时，其下风方向大气污染物浓度增大，太阳总辐 射减小；相反，当风向由郊区吹向城市工业区时， 城区大气透明度有所改善，太阳总辐射量则增大。
城市中太阳辐射的时空变化
此外，城市内建筑物密度大，在各种不同 走向、不同相对宽度的街道中，因房屋的 遮挡，其实际照射到太阳直接辐射的时间 受到不同程度的限制，加上城市内风速、 风向的局地差异很大，使得在静风区污染 物不易扩散，从而太阳总辐射显著减弱； 而在通风良好的市民广场，情况相反，污 染物浓度小，太阳总辐射较强。这些因素 使得城市内部太阳总辐射的时空变化比开 旷郊区要复杂得多。
城市的辐射收支
（3）地面辐射
地球表面在吸收太阳辐射的同时，又将其中的 大部分能量以辐射的方式传送给大气。
地面向上放射的长波辐射和地面反射的部分大 气逆辐射之和，称为地面辐射。
由于地表温度比太阳低得多(地表面平均温度约 为300K)，因而，地面辐射的主要能量集中在1～ 30μm之间，其最大辐射的平均波长为10μm，属红 外区间，与太阳短波辐射相比，称为地面长波辐射
经 验 公 式
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城市地-气长波辐射能的交换
城市大气逆辐射QL↓大于郊区
城市大气CO2含量高大气逆辐射强
城市的辐射收支
（1）地表辐射平衡
太阳辐射通过地球大气时，产生折射、散射、 反射和吸收等过程。
到达地表面的太阳总辐射，包括直接辐射和散 射辐射。地表面吸收太阳辐射的同时也发出地面辐 射。
地表辐射平衡是指地球表面收入的全部辐射能 量与支出的全部能量之间的数量关系，两者之间的 差额称为地表净辐射。
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城市的辐射收支
在辐射平衡方程中，除了短波辐射之外， 还有地-气间的长波辐射能的交换。
地-气间的长波辐射主要有两个方向：一是
地面辐射QL↑，它的方向向上；另一个是大气逆 辐射QL↓，它的方向指向地面。这两种长波辐射
能量在城市和郊区都各不相同。
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（1） 地面长波辐射QL↑
QL, = T4
QL↑-地面辐射
地面相对发射率
总辐射
季节变化
全年夏季最大，冬季最小。
纬度变化
纬度愈低，总辐射愈大; 反之就愈小。 最大值在20 ºN~20 ºS赤道带附近, 气候上称该纬度为热赤道。
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我国年总辐射值大小，受地形、天气气候不同影响， 呈非规律分布。
• 西藏（藏北高原、柴达木等地）最高 212—252W／m2
• 青海、新疆、内蒙、黄河流域(西北、华北)次之 159.2—212.3W／ m2
城市中太阳辐射的时空变化
特别是由于人为因素的影响，城市中 太阳辐射还有以一周时间为周期的周变化。 研究结果表明，在周末两天，总辐射和紫 外辐射的城郊比值明显高于星期一至星期 五。
城市中因发展阶段不同，大气污染浓 度随时间的变化，致使城市太阳总辐射具 有明显的年际变化。乡村郊区太阳总辐射 的年际变化，主要受自然因素的影响，一 般人为因素的作用较小。
射等作用后到达固体地球表面上单位面积单位时间内的辐射 能量。其单位为：瓦特/平方米（W/㎡）。
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城市下垫面的反射率 反射率
城市下垫面反射率小，冬季更是如此。反射 率小意味着吸收率高。 原因：
（1）城区绿地面积比郊区少。 （2）城市由于建筑物密度大，形成一个立体下垫面。
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城市地-气长波辐射能的交换