气象学(第一章1节)

1、 第一章第一章辐射辐射（Radiation) 主要内容主要内容辐射及辐射定律辐射及辐射定律太阳辐射在大气中的减弱太阳辐射在大气中的减弱到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射地面辐射、大气辐射和地面净辐射地面辐射、大气辐射和地面净辐射太阳辐射与农业生产太阳辐射与农业生产 第一节日地关系及季节形成第一节日地关系及季节形成一、太阳高度角和方位角一、太阳高度角和方位角 （一）太阳高度角（一）太阳高度角（Solar elevation angleSolar elevation angle ）1 1、太阳高度角（、太阳高度角（h h ）：）：太阳平行光线与水平面的交角。太阳平行光线与水平面的交角。 tanh

2、= tanh= 杆长影长杆长影长 2 2、太阳高度角计算：、太阳高度角计算： Sin h Sin h SinSinSin Sin + COS + COSCOSCOSCOSCOSn赤纬（赤纬（） 太阳光线太阳光线垂直垂直照射地球的位置，以当地地理照射地球的位置，以当地地理纬度来表示。北半球取正值，南半球取负值。纬度来表示。北半球取正值，南半球取负值。 一年里一年里在在 十十23.523.5至至 一一23.523.5间变动。间变动。n时角时角（）把时间换算成角度。以当地真太阳时）把时间换算成角度。以当地真太阳时( (太太阳中心正好在子午线上的时间）正午为阳中心正好在子午线上的时间）正午为0 0，下

3、午为正，下午为正，上午为负。地球自转一周每小时旋转上午为负。地球自转一周每小时旋转1515， = = ( (T T真真 12) .15 12) .15 T T真真 = = T T地平时地平时 天文时差天文时差 T T地平时地平时 = = T T北北 （本站经度（本站经度 - 120- 120）/ 15/ 15n正午时刻的太阳高度角是一天中太阳高度的最大值，正午时刻的太阳高度角是一天中太阳高度的最大值，反映日射状况的一个重要特征。反映日射状况的一个重要特征。 北半球，正午时刻北半球，正午时刻（= =0 0）太阳高度角的表达式：太阳高度角的表达式： h h9090 （ h h 9090 取其补角）

4、取其补角） 思考题：思考题： 1 1、新乡（北纬、新乡（北纬35.535.5）春分、秋分日正午）春分、秋分日正午h h ？ 北纬北纬1515地区夏至、冬至日正午地区夏至、冬至日正午h h ？2 2、23.523.5以北以北地区，一年中哪一天正午时刻太阳高度角地区，一年中哪一天正午时刻太阳高度角达最大？哪一天正午时刻太阳高度角最小？达最大？哪一天正午时刻太阳高度角最小？3 3、在南回归线以南和北回归线以北的地区正午时刻太阳、在南回归线以南和北回归线以北的地区正午时刻太阳高度角永远小于高度角永远小于9090对吗？随纬度升高如何变化？对吗？随纬度升高如何变化？正午时刻正午时刻h h随季节和纬度的变化

5、规律：随季节和纬度的变化规律：n夏半年（夏半年（0 0） 太阳直射北半球，北半球各纬度正午太阳直射北半球，北半球各纬度正午时刻时刻h较大，夏至时，北半球正午时刻较大，夏至时，北半球正午时刻h角达一年最大值；角达一年最大值；n冬半年冬半年 （0 0） 太阳直射南半球，北半球正午时刻太阳直射南半球，北半球正午时刻h较小，冬至时，北半球较小，冬至时，北半球h达一年最小值；达一年最小值；n在南回归线以南和北回归线以北的地区正午时刻在南回归线以南和北回归线以北的地区正午时刻h永远小永远小于于9090，且随纬度升高，且随纬度升高h h减小。减小。n低纬度地区正午时刻低纬度地区正午时刻h终年较大，年变化小；

6、中高纬度地终年较大，年变化小；中高纬度地区区h正午时刻正午时刻夏季大，冬季小，年变化大。夏季大，冬季小，年变化大。（二）太阳方位角（二）太阳方位角（Sun azimuthSun azimuth ）l太阳方位角（太阳方位角（A A）指太阳光在水平面上投影和当地）指太阳光在水平面上投影和当地子午线的夹角。子午线的夹角。 l 太阳方位角太阳方位角（A A）随纬度和赤纬而变化：）随纬度和赤纬而变化：COS A =( Sin h SinCOS A =( Sin h Sin - Sin - Sin )/ COS h COS)/ COS h COS思考：一年中，思考：一年中，太阳总是从正东方升起，从正西方太

7、阳总是从正东方升起，从正西方落下吗？落下吗？ 日出、日落：日出、日落：h h0 0；COS A = COS A = Sin Sin secsec 二、日地关系二、日地关系 地球绕太阳公转有二个重要特点：地球绕太阳公转有二个重要特点：1 1、地轴与公转轨道面始终保持、地轴与公转轨道面始终保持66.566.5。 2 2、地轴倾斜方向保持不变。、地轴倾斜方向保持不变。三、昼夜的形成与日照变化三、昼夜的形成与日照变化（一）昼夜的形成及长短变化（一）昼夜的形成及长短变化l昼夜长短随纬度不同而变化；昼夜长短随纬度不同而变化；l同一纬圈昼夜长短随季节变化（赤道除外）同一纬圈昼夜长短随季节变化（赤道除外） （

8、三）日照时间（三）日照时间n可照时数（昼长）：可照时数（昼长）： 在天文学上指从日出到日落太阳可在天文学上指从日出到日落太阳可能照射的时间间隔，也称为可照时数。能照射的时间间隔，也称为可照时数。n实照时数（日照时）实照时数（日照时）：将一日中太阳直接照射地面的实将一日中太阳直接照射地面的实际时数称为实照时数。际时数称为实照时数。日照百分率：实照时数与可照时数的百分比。日照百分率：实照时数与可照时数的百分比。n曙暮光时间：曙暮光时间：太阳在地平线下太阳在地平线下0 01818的一段时间。的一段时间。 曙暮光持续时间长短，因季节和纬度而异，夏季最曙暮光持续时间长短，因季节和纬度而异，夏季最长，冬季

9、最短；高纬度要长于低纬度，夏半年明显。长，冬季最短；高纬度要长于低纬度，夏半年明显。 n光照时间：光照时间： 光照时间可照时间光照时间可照时间 十十 曙暮光时间曙暮光时间 思考：如何计算全天可照时？思考：如何计算全天可照时？ 日出及日落日出及日落: h: h 0 0代入代入 Sin h Sin h SinSinSin Sin + COS + COSCOSCOSCOSCOS COS COS0 0 tantantantanlt t = 2 = 20 0 /15 /15 0 0 0 0 日没日没 + +0 0日出日出0可照时数（昼长）随季节和纬度的变化规律可照时数（昼长）随季节和纬度的变化规律（1

10、1）春分、秋分（）春分、秋分（0 0）昼夜平分，昼长不随纬度变化。）昼夜平分，昼长不随纬度变化。（2 2）夏半年（）夏半年（0 0），北半球各地白昼长于黑夜，纬度愈），北半球各地白昼长于黑夜，纬度愈高白昼愈长，夏至日达一年中的最长，北极圈内为极昼。高白昼愈长，夏至日达一年中的最长，北极圈内为极昼。（3 3）冬半年（）冬半年（0 0）北半球各地白昼短于黑夜，纬度愈高）北半球各地白昼短于黑夜，纬度愈高白昼愈短，冬至日白昼达一年中的最短，北极圈内为极夜。白昼愈短，冬至日白昼达一年中的最短，北极圈内为极夜。（4 4）赤道地区，终年昼夜平分。）赤道地区，终年昼夜平分。（5 5）中、高纬度地区，随纬度增高

11、，一年中昼长变化愈大，）中、高纬度地区，随纬度增高，一年中昼长变化愈大，低纬度地区终年昼长变化较小。低纬度地区终年昼长变化较小。 四、季节四、季节 由于地球绕太阳公转时的特点，太阳直射点的位置不断由于地球绕太阳公转时的特点，太阳直射点的位置不断变化，引起太阳高度角和日照时间长短发生周期性变化；当变化，引起太阳高度角和日照时间长短发生周期性变化；当太阳直射北半球时，北半球太阳高度角较大，而且日照时间太阳直射北半球时，北半球太阳高度角较大，而且日照时间比较长，北半球获得的太阳辐射能较多，温度较高，形成夏比较长，北半球获得的太阳辐射能较多，温度较高，形成夏季；当太阳直射南半球时，反之，温度较低，形成冬季。季；当太阳直射南半球时，反之，温度较低，形成冬季。 不同学科四季的划分标准不同不同学科四季的划分标准不同 五、二十四节气五、二十四节气 二十四节气歌二十四节气歌 春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连， 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。 每月两节日期定，前后相差一两天，每月两节日期定，前后相差一两天， 上半年在六二一，下半年在八二三。上半年在六二一，下半年在八二三。 作业：作业：1 1、地理纬度为、地理纬度为0 0、3030、6060、90