第二节太阳辐射

1、 太阳在天空中的位置太阳在天空中的位置 日地关系和四季日地关系和四季 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，秋处露秋寒霜降， 冬雪雪冬小大寒。冬雪雪冬小大寒。季节：季节： 1、天文季节：以、天文季节：以“两分两至两分两至”为四季之始。为四季之始。 春季，夏季，秋季，冬季。春季，夏季，秋季，冬季。2、气候统计季节：按阳历月份、气候统计季节：按阳历月份:春季春季(3、4、5月月)：，夏季：，夏季(6、7、8月月)：秋季：秋季(9、10、11月月)：冬季冬季(12、1、2月月) 。3 3、气候季节（温度四季）：、气候季节（温度四季）： 候平均温度低于候平均

2、温度低于1010为冬季为冬季; ; 高于高于2222为夏季为夏季; ; 介于介于10102222之间为春季或秋季。之间为春季或秋季。 4 4、自然天气季节、自然天气季节5 5、物候季节、物候季节我国有用我国有用物候物候判断季节传统，其判断依据：判断季节传统，其判断依据：春季：桃花开为入春的标志。春季：桃花开为入春的标志。夏季：南方苦楝始花为入夏的标志，北方刺槐花始开为夏季的夏季：南方苦楝始花为入夏的标志，北方刺槐花始开为夏季的开始。开始。秋季：野菊花始花是自然季节入秋的表征。秋季：野菊花始花是自然季节入秋的表征。冬季：野草枯黄，冬季来临。冬季：野草枯黄，冬季来临。物候是大自然告诉我们季节变化的

3、最直接的语言。物候是大自然告诉我们季节变化的最直接的语言。第二节第二节 太阳辐射（重点）太阳辐射（重点） 一、大气上界的太阳辐射（天文辐射）一、大气上界的太阳辐射（天文辐射） 1.太阳辐射光谱和太阳常数太阳辐射光谱和太阳常数太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱太阳常数（太阳常数（Rsc）：当日地距离为平均值，太阳光线：当日地距离为平均值，太阳光线垂直入射的天文辐射通量密度垂直入射的天文辐射通量密度 。 WMO推荐推荐13677w/m。太阳常数的意义。太阳常数的意义。 经线经线(子午线子午线)经线圈经线圈(子午圈子午圈)经线平面经线平面(子

4、午面子午面)。 子午圈子午圈与通过某天体的与通过某天体的时圈时圈所组成的角度称为所组成的角度称为时角。时角。 h coscoscossinsinsinh含义：含义：值：值：coscoscossinsinsinh)90sin()cos(sinh0正午：正午：=0=0090正午h地面太阳辐射日总量的时空分布地面太阳辐射日总量的时空分布 辐射日总量(J/m2d)夏至秋分冬至春分冬至0102030405060708090纬度coscoshsinsinsinhcosAcossincosA 0coscoscossinsinsinh0tgtg0cos 1520t可照时间随季节和纬度的变化规律（北半球）：可照

5、时间随季节和纬度的变化规律（北半球）：1 1、春分日、秋分日：昼长不随纬度而变化。、春分日、秋分日：昼长不随纬度而变化。 均是均是1212小时小时. .2 2、夏半年（、夏半年（0 0）：纬度愈高，白昼愈长，夏至日最长。）：纬度愈高，白昼愈长，夏至日最长。有极昼现象。有极昼现象。3 3、冬半年（、冬半年（0 0）：反之。）：反之。4 4、赤道上，终年昼夜平分。、赤道上，终年昼夜平分。例题：例题：P32P32天文气候带天文气候带二、太阳辐射在大气中的减弱二、太阳辐射在大气中的减弱 大气直接吸收的太阳辐射并不多，特别是对于对流层大气来说，大气直接吸收的太阳辐射并不多，特别是对于对流层大气来说，太阳

6、辐射不是主要的直接热源。太阳辐射不是主要的直接热源。 吸收吸收减弱方式减弱方式 散射散射 反射反射 大气对太阳辐射选择性吸收大气对太阳辐射选择性吸收 地地 面面高层大气高层大气平流层平流层对流层对流层臭氧大量吸收紫外线臭氧大量吸收紫外线二氧化碳、水汽吸收二氧化碳、水汽吸收红外线红外线从臭氧、二氧化碳从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用，和水汽的吸收作用，可知大气吸收具有可知大气吸收具有选择性？选择性？为什么大气直接吸为什么大气直接吸收的太阳辐射能量收的太阳辐射能量是很少的？是很少的？氧原子吸收部分紫外氧原子吸收部分紫外线线臭氧层臭氧层O31、在臭氧层紫外线被臭氧吸收、在臭氧层紫外线被臭氧吸收2、在

7、对流层红外线被、在对流层红外线被CO2和和H2O吸收吸收CO2、H2O地地 面面大气直接吸收的太阳辐射并不多，特别是对于对流层大气来说，太大气直接吸收的太阳辐射并不多，特别是对于对流层大气来说，太阳辐射不是主要的直接热源。阳辐射不是主要的直接热源。大气对太阳辐射的散射作用大气对太阳辐射的散射作用空气空气分子分子天空呈蔚蓝色也是这个道理。天空呈蔚蓝色也是这个道理。 4ci 图图 漫反射漫反射 反射反射臭氧、二氧化碳等吸收臭氧、二氧化碳等吸收散射散射地地 面面太阳辐射太阳辐射大气对太阳辐射的削弱方大气对太阳辐射的削弱方式：吸收、散射、反射式：吸收、散射、反射紫外线、红外线紫外线、红外线臭氧（平流层

8、）臭氧（平流层）水汽、二氧化水汽、二氧化碳（对流层）碳（对流层）紫外线紫外线红外线红外线吸收强烈，有吸收强烈，有选择性，大部选择性，大部分可见光可穿分可见光可穿透透云层、尘埃云层、尘埃各种波长同各种波长同样被反射样被反射无选择性，反无选择性，反射光呈白色射光呈白色空气分子、空气分子、微小尘埃微小尘埃蓝、紫色光蓝、紫色光最易被散射最易被散射向四面八方散向四面八方散射射 ，有选择性，有选择性L1 大气上界大气上界地 球太阳高度大太阳高度大经过的大气路经过的大气路程短程短大气削大气削弱少弱少太阳高度小太阳高度小经过经过的大气路程长的大气路程长大大气削弱多气削弱多 sinh1cschm SCSmmRR

9、RRa1mSCmaRR垂直面：垂直面：水平面上的太阳辐射：两个辐射量是相水平面上的太阳辐射：两个辐射量是相等的等的 RsbSm= RscSmRsbSm= RscSmsinhABADSSmm单位面积上所获得的太阳能为，单位面积上所获得的太阳能为， 朗伯定律：朗伯定律：sinhscsbRR天文辐射天文辐射sinhmSCmaRR地面地面影响因子影响因子sinhSCmsbRaRds影响因子影响因子sinh)1 (5 . 0mscsdaRR太阳总辐射强度太阳总辐射强度 影响因子影响因子sdsbSRRR 到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射 直接辐射：日变化、年变化、纬度变化直接辐射：日变化、年变化、纬度变化 散射辐射：日变化、年变化、纬度变化散射辐射：日变化、年变化、纬度变化 总辐射：日变化、年变化、纬度变化总辐射：日变化、年变化、纬度变化 全球太阳总辐射分布全球太阳总辐射分布 地面反射率地面反射率即使总辐射的强度一样，不同性质的地表真正得到的太阳辐射，