第二章地面和大气辐射

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1、第二节第二节 地面和大气辐射地面和大气辐射v太阳辐射是地球上的主要能源，不是大气的直接热源太阳辐射是地球上的主要能源，不是大气的直接热源v下垫面是大气的直接热源，原因：大气本身对太阳辐射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、植被等地球表面直接吸收很少，而水、陆、植被等地球表面(又称下垫又称下垫面面)却能大量吸收太阳辐射，并经转化供给大气却能大量吸收太阳辐射，并经转化供给大气v因此，在研究大气热状况时，必须了解地面和大气之间因此，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交换热量的方式及地气系统的辐射差额。气系统的辐射差额。 一、地球辐射一、地

2、球辐射v1、地面辐射地面辐射v2、大气辐射大气辐射v3、大气逆辐射和地面有效辐射大气逆辐射和地面有效辐射v1 1、地面辐射、地面辐射 L Lov （long-wave radiation-up)long-wave radiation-up)v定义定义：地球表面按其本身温度不断向外发射长：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波辐射称地面辐射, ,属长波辐射。属长波辐射。v波长：波长：3-80m, 3-80m, 最大辐射能所对应的波长为最大辐射能所对应的波长为10 m10 m影响地面辐射能力的因子影响地面辐射能力的因子v若将地面看作黑体时，则可根据斯蒂芬若将地面看作黑体时，则可根据斯

3、蒂芬波尔兹曼定律波尔兹曼定律求出地面放出的辐射能。求出地面放出的辐射能。 L Lo=T=Tg g4 4=5.67=5.67* *1010-8-8* *(300)(300)4 4 398W/m398W/m-2-2v因地球并非黑体，所以因地球并非黑体，所以 L Lo= T= Tg g4 4 ：地面发射率，随下垫面性质发生变化，如表：地面发射率，随下垫面性质发生变化，如表：下垫面性质下垫面性质 黄土黄土 沙石沙石 灰石灰石 黑土黑土 浅草浅草 麦地麦地 果园果园 森林森林 新雪新雪发射率发射率 0.98 0.91 0.90 0.90 0.90 0.93 0.96 0.98 0.990.98 0.91

4、 0.90 0.90 0.90 0.93 0.96 0.98 0.992、大气辐射、大气辐射v（1 1）. .大气辐射大气辐射L Liv (long-wave radiation-down) (long-wave radiation-down)定义：大气按其本身的温度向外发射长波辐射定义：大气按其本身的温度向外发射长波辐射方向：四面八方方向：四面八方大气温度：平均温度大气温度：平均温度250K250K波长：波长：3-120m, 3-120m, 最大辐射能所对应的波长为最大辐射能所对应的波长为15 m15 mv（2 2）. .大气对地面长波辐射的强烈吸收大气对地面长波辐射的强烈吸收吸收物质：大其

5、中的水气、液态水、吸收物质：大其中的水气、液态水、COCO2 2、O O3 3大气对地面长波辐射的大气对地面长波辐射的选择性选择性，如图：，如图：大气窗：大气窗：8-12 m8-12 m，20%20%的能量头过大气窗的能量头过大气窗v（3）.影响大气辐射强弱的因子影响大气辐射强弱的因子大气温度大气温度大气中的成分大气中的成分 L Li= Ta4大气辐射指向地面的部分大气辐射指向地面的部分定义：定义：把大气易让太阳短波辐射进入地面，而不易让地面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