第二节 地面和大气辐射,太阳辐射是地球上的主要能源，不是大气的直接热源 下垫面是大气的直接热源，原因：大气本身对太阳辐射直接吸收很少，而水、陆、植被等地球表面(又称下垫面)却能大量吸收太阳辐射，并经转化供给大气 因此，在研究大气热状况时，必须了解地面和大气之间交换热量的方式及地气系统的辐射差额。,一、地球辐射,1、地面辐射 2、大气辐射 3、大气逆辐射和地面有效辐射,1、地面辐射 Lo （long-wave radiation-up) 定义：地球表面按其本身温度不断向外发射长波辐射称地面辐射,属长波辐射。 波长：3-80m, 最大辐射能所对应的波长为10 m,影响地面辐射能力的因子,若将地面看作黑体时，则可根据斯蒂芬波尔兹曼定律求出地面放出的辐射能。 Lo=Tg4=5.67*10-8*(300)4 398W/m-2 因地球并非黑体，所以 Lo= Tg4 ：地面发射率，随下垫面性质发生变化，如表：,2、大气辐射,（1）.大气辐射Li (long-wave radiation-down) 定义：大气按其本身的温度向外发射长波辐射 方向：四面八方 大气温度：平均温度250K 波长：3-120m, 最大辐射能所对应的波长为15 m （2）.大气对地面长波辐射的强烈吸收 吸收物质：大其中的水气、液态水、CO2、O3 大气对地面长波辐射的选择性，如图： 大气窗：8-12 m，20%的能量头过大气窗,（3）.影响大气辐射强弱的因子 大气温度 大气中的成分 Li= Ta4,3 、大气逆辐射和地面有效辐射(Ln),影响因子,地面温度 、空气温度、空气湿度、云况、风力、海拔、地面状况和植被等。,大气逆辐射 大气辐射指向地面的部分 大气的保温效应： 定义：把大气易让太阳短波辐射进入地面，而不易让地面长波辐射逸出大气，并且又以大气逆辐射的方式返还给地面一部分辐射能，从而使地面温度有所升高的效应。 意义：使地面平均温度提高了38度，若无大气，地面平均温度为零下23度 地面有效辐射 地面发射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差,表示地面的长波辐射支出量,二、辐射平衡,地面辐射能的总收入 地面辐射能的总支出,太阳直接辐射 Sb,散射辐射 Sd,大气逆辐射 La,地面辐射 Lo,地面反射辐射 (Sb+Sd),1、地面辐射平衡,地面净辐射(B)：地面辐射能的总收入与总支出的差值。,影响地面净辐射大小的因子,太阳高度 日长 下垫面的性质 影响地面反射率 大气成分及云况 影响大气逆辐射,影响太阳辐射的大小,次要因子,主要因子,地面净辐射（B）的变化规律,日变化 白天B0，夜晚B0，冬季B0 随纬度的变化 北半球,B0 38oN以南,B0 38oN以北,B=0 38oN,三、辐射与农业,太阳辐射对植物的作用： 光合效应（ 0.380.71um，光合有效辐射） 热效应（ 0.380.71um ，0.714.0um） 光的形态效应(0.380.71um,0.290.38um) 光还在相当程度上影响植物的地理分布。,光对植物影响的主要方式,光主要从三个方面对植物产生影响： 光长，即光照时间的长短。 光强，即光照的强弱。 光质，即光谱组成的不同。,第一节和第二节 复习题,1、概念：辐射、吸收率、反射率、透射率、辐射通量、辐射通量密度、光照度、天文辐射、太阳常数、太阳高度角、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、地面辐射差额（地面净辐射） 2、气象学所研究的电磁波谱的范围是多少？ 3、太阳辐射的光谱范围及可见光的光谱范围？太阳辐射的光谱成份包括哪些及其能量分布特点？ 4、详细说明为什么太阳辐射穿过大气层时会受到削弱？ 5、到达地面的太阳总辐射的强弱受哪些因子的影响？如何影响的？太阳总辐射随纬度、海拔高度及时间的变化特点是什么？并分析原因。 6、地面和大气辐射其辐射的光谱范围？ 7、地面辐射差额（地面净辐射）对地面温度是如何影响的？ 8、影响地面净辐射的因子是什么？地面净辐射随纬度和时间的变化规律。,