农业气象学：第2章 辐射.ppt

夏半年：昼长随纬度的增加而增加北纬66.30度出现“永昼”现象春分－夏至北纬23.30度以北地区昼长随时间的增加而加长夏至－秋分北纬23.30度以北地区昼长随时间的增加而缩短冬半年：昼长随纬度的增加而缩短北纬66.30度出现“永夜”现象秋分—冬至北半球随纬度的增加昼长缩短冬至－春分北半球随纬度的增加昼长增加可照时间从日出到日落太阳光可能照射的时间间隔日照时间一天中太阳光实际照射地面的时间光照时间＝可照时间＋曙（暮）光时间民用0－6度天文0－18度日照百分率＝日照时间/可照时间×100％2.2.3.2可照时数的计算欲求算地球任意纬度、任意一天的正午时的太阳高度角(ω=0)可用简化后求算。φφh正午＝90－φ+δ随δ日出、日落时h=0，可求出任意一天的日出日落时的方位角和时间，也可求一天的日长。cosω＝-tgφtgδT=2ω/152.3太阳辐射2.3.1大气上界的太阳辐射（太阳是一个巨大的炽热的气体恒星球，其表面温度约为6,000K，内部的温度更高。）太阳时刻不断地向周围空间放射出巨大的能量，称太阳辐射。辐射强度约为3.83*1026W：太阳辐射被物体吸收以后,部分转变为热能而产生热效应。2.3.1.1太阳辐射光谱（图2-6）(三)太阳辐射光谱1.常定辐射：可见光，近紫外线，近红外线异常辐射：无线电波，紫外线，微粒子，随太阳活动剧烈变化2.光谱范围（图2-6）：

0~无穷大，但主要能量集中在150~4000nm，占总能量的99%。

其中：

紫外区(170~360)：7%

可见光(360~760)：50%

红外区(760~4000)：432.3.1.2太阳常数：当地球位于日地平均距离时(约1.496×108km)，在地球大气上界投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度称为太阳常数。太阳常数值并不是恒定不变的，其值在1325W·m-2～1457W·m-2之间。1981年WMO仪器和观测方法委员会第八次会议推荐：太阳常数值为1367+-7W·m-2。大气上界，太阳辐射产生的平均光照强度为1.35×105～1.4×105lx，称太阳光量常数。由于大气对太阳辐射的减弱，所以地面测得的光照强度要小得多。

2.3.2、太阳辐射在大气中的减弱太阳辐射透过大气层后，由于大气对太阳辐射有减弱作用，其总能量减少，辐射波谱也有所改变。以大气上界得到的太阳辐射能为100%的话，经过大气层后，大气吸收了14%，大气散射和云层、地面反射共返回宇宙空间43%，能直达和散射到达地面且被地面吸收的仅43%。可见大气减弱太阳辐射是强烈的。

2.3.2.1吸收作用大气的某些成分，具有选择性吸收某些波长的太阳辐射的特性。最主要的有氧、臭氧、水汽和CO2等。（图2-8)氧：强烈吸收波长0.20um的紫外线，在可见光区0.69～0.76um附近有一个较弱吸收带。臭氧：主要吸收0.2m～0.3um的紫外线，其吸收能力之强使小于290nm的紫外线极少达到地面，保护了地面生物。此外，在0.4-0.75um处有一较弱吸收带。水汽：主要吸收红光及红外线，在0.93～2.85um的红外线区有三个强烈吸收带，在6～7.3um红光区有三个较弱的狭窄吸收带。CO2及微尘杂质：CO2吸收4.3um红外线，微尘杂质在一般情况下作用很少、只有在空气含尘量特大时才比较显著（沙暴、火山）。特点：大气对可见光谱区吸收极少，吸收范围主要在太阳辐射光谱的两端。吸收后使太阳光谱变得不规则2.3.2.2散射作用当太阳辐射通过大气时，遇到大气中的各种质点，太阳辐射能的一部分散向四面八方，称为散射。散射后只有一部分仍按原来方向射到地面，所以太阳直接辐射便减弱了。特点只改变方向不改变大小1.分子散射：当大气干洁，质点半径小于波长时，散射值与入射光波长的四次方成反比，这就是分子散射，也称蕾莱（Rayleigh）散射。波长越短散射越多，当晴朗无云、大气干洁时，被散射的光线以波长较短的蓝光为主，故天空呈现蔚蓝色。2.颗粒散射：当大气混浊，质点半径＞波长时，入射光的各种波长具有同等散射能力，散射系数不再随波长改变，称之为漫射。故云天下天空呈乳白色。

2.3.2.3反射作用大气中较大的尘粒和云滴、云层能反射太阳辐射