第三节室外气候 地球上的气候形成,是由太阳辐射对地球的作用决定的。落到地球上的太阳辐射热主要由地球表 面与大气层吸收,而地球表面与大气层向太空的长波辐射是地球向外界散热的主要方式。太阳辐射中 有51%左右被地球表面吸收,有19%被大气层和云吸收,另外还有30%左右被地面、大气层和云层直 接反射回去,而被地球表面和大气层吸收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空。也就 是通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持地球表面的热平衡,保 持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件 二氧化碳和水蒸气之所以被称作温室气体,是由于其对部分波段的长波红外线有较高的吸收率, 但对以可见光与近红外线为主的太阳辐射几乎是透明体。如果大气层中的二氧化碳和水蒸气含量高, 将会阻碍地球表面以长波辐射的形式向外太空散热,但对投入地球表面的太阳辐射却没有阻碍作用 所以说二氧化碳的大量排放是导致全球变暖的重要因素之一。因为二氧化碳和水蒸气对地球的热作用 有如玻璃温室的作用,故被称作温室气体。 太阳辐射能量落到赤道附近的要远远多于两极,尽管赤道地区和地球的两极都会向太空进行长波辐 射,但赤道附近地区获得的太阳辐射要多于对外的长波辐射,而极地则相反,因此赤道附近的低纬度 地区要比两极附近的高纬度地区热得多,见图2-15 赤道与两极的存在的地面温差会引起地球表面大气层的自然对流,即赤道附近的高温地表面加热空 气形成上升气流,而极地的冷地表面会冷却空气形成下沉气流,从而形成大气环流。大气环流会将赤 道附近的热量带到两极,减少赤道与两极获得的能量差异。 本节涉及到的建筑环境的室外气候因素,包括大气压力、风、空气温湿度、地温、有效天空温 度、降水等,都是由太阳辐射以及地球本身的物理性质决定的 231大气压力 空气分子不断地做无规则的热运动,不断地与物体表面相碰撞,宏观上,物体表面就受到一个持 续的、恒定的压力。物体表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压 空气可看成是混合理想气体,压强可写成: ∑ 其中: n—气体的分子数密度,单位体积内的分子数,个/m3 W——分子平均平动能,W=KT,K为波尔兹曼常量,K=1.3806×10-23JK: T—热力学温度,K。 因此,在重力场中,空气的分子数随高度的增加而呈指数减少,所以气压大体上也是随高度按指 数降低的。 地面气压恒在98~104kPa之间变动,平均约为101.3kPa。随着海拔高度增加,气压值按指数减10 第三节 室外气候 地球上的气候形成，是由太阳辐射对地球的作用决定的。落到地球上的太阳辐射热主要由地球表 面与大气层吸收，而地球表面与大气层向太空的长波辐射是地球向外界散热的主要方式。太阳辐射中 有51％左右被地球表面吸收，有19％被大气层和云吸收，另外还有30％左右被地面、大气层和云层直 接反射回去，而被地球表面和大气层吸收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空。也就 是通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持地球表面的热平衡，保 持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件。 二氧化碳和水蒸气之所以被称作温室气体，是由于其对部分波段的长波红外线有较高的吸收率， 但对以可见光与近红外线为主的太阳辐射几乎是透明体。如果大气层中的二氧化碳和水蒸气含量高， 将会阻碍地球表面以长波辐射的形式向外太空散热，但对投入地球表面的太阳辐射却没有阻碍作用， 所以说二氧化碳的大量排放是导致全球变暖的重要因素之一。因为二氧化碳和水蒸气对地球的热作用 有如玻璃温室的作用，故被称作温室气体。 太阳辐射能量落到赤道附近的要远远多于两极，尽管赤道地区和地球的两极都会向太空进行长波辐 射，但赤道附近地区获得的太阳辐射要多于对外的长波辐射，而极地则相反，因此赤道附近的低纬度 地区要比两极附近的高纬度地区热得多，见图2-15。 赤道与两极的存在的地面温差会引起地球表面大气层的自然对流，即赤道附近的高温地表面加热空 气形成上升气流，而极地的冷地表面会冷却空气形成下沉气流，从而形成大气环流。大气环流会将赤 道附近的热量带到两极，减少赤道与两极获得的能量差异。 本节涉及到的建筑环境的室外气候因素，包括大气压力、风、空气温湿度、地温、有效天空温 度、降水等，都是由太阳辐射以及地球本身的物理性质决定的。 2.3.1 大气压力 空气分子不断地做无规则的热运动，不断地与物体表面相碰撞，宏观上，物体表面就受到一个持 续的、恒定的压力。物体表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压。 空气可看成是混合理想气体，压强可写成： 2 3 i p n w =   (2-15) 其中： ni ⎯⎯气体的分子数密度，单位体积内的分子数，个/m3； w ⎯⎯分子平均平动能， w KT 2 3 = ，K为波尔兹曼常量，K = 1.3806×10-23 J·K； T⎯⎯ 热力学温度，K。 因此，在重力场中，空气的分子数随高度的增加而呈指数减少，所以气压大体上也是随高度按指 数降低的。 地面气压恒在 98～104 kPa之间变动，平均约为101.3 kPa。随着海拔高度增加，气压值按指数减