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第五章第二节

任何物质,只要它表面的温度大于绝对零度(即t>-273℃),那么它将时刻不停地以电磁波和粒子的形式向四周空间放射能量,这种能量的传播方式称为辐射,以这种方式传播的能量称为辐射能,有时也把辐射和辐射能统称为辐射。

(一)太阳辐射光谱
(二)到达地面的太阳辐射
1、太阳直射辐射
指单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳能量的多少。

用符号S表示。

单位为J/(m2·s)。

影响太阳直接辐射的因素:太阳高度角、大气透明度、海拔高度、地球纬度
2、太阳漫辐射
影响因素:太阳高度角、空气透明度
3、太阳总辐射
当地球处于日地平均距离时,在大气上界,太阳辐照度的变化较小,称为太阳常数。

其值为1367.69J/(m2·s),其变化幅度一般在±2%范围内。

4、地面对太阳辐射的吸收和反射
吸收作用
a.大气中各种成分对太阳辐射的选择性吸收。

其吸收量,约占大气上界的6%。

b.云层的吸收作用云层能吸收大量的太阳辐射,其吸收量约占大气上界的14%。

反射作用
云层对太阳辐射的平均反射率为50%~55%,有时可达80%,全年平均统计,大约使太阳辐射削弱了27%。

而且云层越厚,云量越大,反射率越高
各种尘埃对太阳辐射的反射相对较少
5、光照强度
表示物体被光照射明亮程度的物理量,是太阳辐射光效应的表现。

光照强度的大小取决于可见光的强弱。

照度单位为勒克斯(1x)。

我国常用米烛光,1lx就是以一个国际点光源为中心,以1m为半径的球面上的照度。

二、地面辐射与大气辐射
(一)地面辐射与大气辐射、大气逆辐射
1、地面辐射
地球表面的平均温度约300K左右,地面日夜不停地放射辐射,称地面辐射,以Ee表示,其辐射波长为3~80µm,放射能力最强的波长10µm。

地面辐射的波长全部在红外光区,因此,地面辐射又称为地面长波辐射和红外热辐射。

地面辐射结果
据统计地面辐射的能量93%被大气所吸收,仅有7%的能量散失在大气层之外,而大气对太阳辐射的吸收仅为大气上界的6%,可见大气能量主要来自地面,而不是来自太阳,所以说地面辐射是低层大气的主要热源。

2、大气辐射
大气吸收地面辐射后温度升高,平均温度约为200K左右,大气亦不断地向外辐射,称为大气辐射,其波长叶属于红外辐射,所以大气辐射也称为大气长波辐射。

3、大气逆辐射大气辐射向下到达地面的那部分辐射,因为方向与地面辐射相反,所以称为达逆辐射。

(二)地面有效辐射
地面有效辐射是指地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差,用E表示:E=Ee-Ea,通常地面温度高于大气温度,所以Ee>Ea,E>0,即地面放出热量多,而得到的补偿少,这就意味着地面有效辐射将使地面损失热量而降温。

影响地面有效辐射(E)的因素有以下6个:水汽、风、地气温差、下垫面性质、覆盖、海拔高度
(三)、光合有效辐射
光合辐射———绿色植物进行光合作用时,可见光被叶绿素吸收并参与光化学反应,又称生理辐射。

光合有效辐射———植物对光合辐射各种波长的吸收和利用是不同的,把参与作物光合作用并转化为有机物质而储存起来的太阳辐射。

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