第三节-地球辐射与辐射平衡.pptVIP

第三节地球辐射与辐射平衡一、地球辐射地面辐射+大气辐射=地球辐射地面辐射RLu：长波辐射。大气辐射RLd：长波辐射。大气的保温作用；大气的温室效应。3.地面有效辐射影响地面有效辐射的因素。生产中的应用。地面、大气辐射为长波辐射因为地气系统热辐射中95％以上的能量集中在3—120μm的波长范围内，所以我们把地面和大气的辐射称为长波辐射。二、辐射平衡2.大气的辐射平衡Ra：整个大气层所吸收的太阳辐射。Rln、R∞：地面和大气上界的有效辐射。*地面平均温度约为300K，对流层大气平均温度约为250K，故其热辐射中95％以的能量集中在3—120μm的波长范围内（属肉眼不能直接看见的红外辐射）。其辐射能最大段波长在10—15μm范围内，所以我们把地面和大气的辐射称为长波辐射。Eg=??T4地面辐射?:相对辐射率，0.90大气对长波辐射的吸收非常强烈。大气中对长波辐射的吸收起重要作用的成分有水汽、、液态水、二氧化碳和臭氧等。它们对长波辐射的吸收同样具有选择性。大气逆辐射和大气保温效应：大气逆辐射使地面因放射辐射而损耗的能量得到一定的补偿，由此可看出大气对地面有一种保暖作用，这种作用称为大气的保温效应。如果没有大气，近地面的平均温度应为23℃，但实际上近地面的均温是15℃Ea=?′?′T4大气辐射在白天，由于低层大气中垂直温度梯度增大，所以有效辐射值也增大，中午12—14时达最大；而在夜间由于地面辐射冷却的缘故，有效辐射值也逐渐减小，在清晨达到最小。当天空有云时，可以破坏有效辐射的日变化规律。有效辐射的年变化也与气温的年变化相似，夏季最大，冬季最小。但由于水汽和云的影响使有效辐射的最大值不一定出现在盛夏。全球各纬度绝大部分地区地面辐射差额的年平均值都是正值，只有在高纬度和某些高山终年积雪区才是负值。就整个地球表面平均来说是收入大于支出的，也就是说地球表面通过辐射方式获得能量。但地面并不是因此而逐年增暖，这是因为有一部分能量通过其他方式传递给大气了，有一部分传递各土壤还有一部分通过蒸腾，蒸发以潜热方式传给大气。因此，地面净辐射在温度、天气、气候及小气候中有重要作用。由于组成地面能量平衡的四个分量中，辐射差额有明显的昼夜和季节变化，其他分量也发生类似的周期性变化，这种变化又因为纬度和海陆分布的不同地面净辐射的地理分布形势比天文辐射复杂，其他因素更为复杂。就整个地气系统来说，这种辐射差额的多年平均应为零。由图可以看出，无论南、北半球，地-气系统的辐射差额在纬度30°处是一转折点。北纬35°以南的差额是正值，以北是负值。从长期来看，高纬及低纬地区的温度变化是很微小的。是大气环流和洋流实现了高低纬的热量传递.这种能量收支下形成并维持这现价段的地球气候状态。地面昼夜不停的向外放射辐射能，称为地面辐射(RLu)。2.大气辐射（RLd）大气逆辐射(δRLd)：大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射。1.地面辐射(RLu)3um～80um，最大放射能力波长约为10um。大气辐射：大气向外的辐射。?:相对辐射率，0.90-23℃，15℃7～120um，最大放射能力波长约为15um。3、地面有效辐射(RLn)定义地面发射的辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。亦称净红外辐射。计算公式RLn＝RLu-δRLd其中：δ为吸收率，δRLd为被地面吸收的大气逆辐射。RLn＞0;RLn＜0;总结：影响地面有效辐射的因素大气保温效应、温室效应和阳伞效应温室效应阳伞效应保温效应地面辐射大气逆辐射大气的保温作用：大气逆辐射地面温室效应、花房效应。大气上界地面地面增温地面辐射射向宇宙空间大气吸收“太阳暖大地”“大气还大地”“大地暖大气”大气辐射射向地面太阳辐射大气吸收地面吸收RnHLEGHRnLEG热量平衡：地球上热量收支的代数和就是热量平衡。地面能量（热量）平衡公式：Rn——地面净辐射

H——感热通量密度，

G——土壤热通量密度

LE——潜热通量密度1.地面辐射平衡（地面净辐射）单位时间、单位面积地表面吸收的太阳总辐射和地面有效辐射之差称为地面净辐射。用地面辐射平衡公式表示讨论：日变化，年变化辐射平衡(辐射差额、净辐射)

物体收入辐射能与支出辐射能的差值称为净辐射或辐射差额。

辐射差额＝收入辐射－支出辐射整个地球表面平均来说是收入大于支出的，也就是说地球表面通过辐射方式获得