太阳辐射能大部分被下垫面吸收,大气直接吸收的太阳辐射很少。下垫面将吸收的能量以长波辐射的形 式传给大气,成为大气的直接热源 地面、大气的辐射和地面有效辐射 地面吸收太阳短波辐射—一升温一一放射长波辐射。大气对太阳的短波辐射几乎是透明的,吸收很少, 却能强烈地吸收地面的长波辐射一一升温一一放射长波辐射,地面和大气之间,以及大气中气层和气层之间 相互交换热量,并也将热量向宇宙间散发 1、地面和大气辐射的表示:由于不是黑体,运用斯蒂芬一玻耳兹曼定律,地面和大气的辐射能可由下式表示: E2=6aTEg=6aTEg、Ba分别表示地面和大气的辐射能力,T地面和大气的温度,8和8分 别称地面和大气的相对辐射率又称比辐射率。其大小为地面或大气辐射能力与同一温度下黑体辐射能力的比 值,在数值上等于吸收率。 (1)地面温度为15℃,以δ=0.9,σ为常数,则可算得地面的辐射能为: Eg=0.9×5.67×103×(288)=346.7W/m2 λ=C/T=2896/288≈10um C=2896K (2)根据维恩定律可算得地面长波辐射的波长: 地面平均温度约为30(n≈10um),对流层的大气平均温度约250(n≈15um),其辐射最大短 波长在10-15μm范围内。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 2、大气长波辐射的特点 (1)大气对长波辐射的吸收。大气对长波辐射的吸收非常强烈,吸收作用不仅与吸收物质及其分布有关,而 且还与大气温度、压强等有关,大气中水汽、液态水、二氧化碳和臭氧对长波辐射的吸收起重要作用,他们 对长波辐射具有选择性 (2)大气中长波辐射的特点。长波辐射在大气中的传播过程与太阳辐射的传播有很大不同。第一,太阳辐射 中的直接辐射是作为定向的平行辐射进入大气的,而地面和大气辐射是漫射辐射。第二,长波辐射在大气中 传播时,不仅要考虑大气对长波辐射的吸收,而且还要考虑大气本身的长波辐射。第三,长波辐射在大气中 传播时,可以不考虑散射作用。因为r>φ(长波辐射的波长大于气体分子和尘粒的尺度,散射作用非常弱) 3、大气逆辐射和地面有效辐射 (1)大气逆辐射和大气保温效应。大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射,使地面因放射辐射而损耗的能 量得到一定的补偿,由此可以看出大气对地面有一种保暖作用,大气的存在使近地面温度提高了38℃。近地 面的温度是-23℃,实际近地面的均温是5℃。 (2)地面有效辐射。地面放射的辐射(Eg)与地面吸收的大气辐射(δEa)之差称为地面有效辐射,以F表 示。Fo=Eg-8 由于地面温度高于大气温度,地面有效辐射为正值,因此通过长波辐射的放射和吸收,底表面经常失去太阳辐射能大部分被下垫面吸收，大气直接吸收的太阳辐射很少。下垫面将吸收的能量以长波辐射的形 式传给大气，成为大气的直接热源。 地面、大气的辐射和地面有效辐射 地面吸收太阳短波辐射——升温——放射长波辐射。大气对太阳的短波辐射几乎是透明的，吸收很少， 却能强烈地吸收地面的长波辐射——升温——放射长波辐射，地面和大气之间，以及大气中气层和气层之间 相互交换热量，并也将热量向宇宙间散发。 1、地面和大气辐射的表示：由于不是黑体，运用斯蒂芬—玻耳兹曼定律，地面和大气的辐射能可由下式表示： 4 Eg =   T ' 4 Eg =   T Eg、Ea 分别表示地面和大气的辐射能力，T 地面和大气的温度，δ和δˊ分 别称地面和大气的相对辐射率又称比辐射率。其大小为地面或大气辐射能力与同一温度下黑体辐射能力的比 值，在数值上等于吸收率。 （1）地面温度为 15℃，以δ＝0.9， 为常数，则可算得地面的辐射能为： Eg＝0.9×5.67×10-8×（288） 4 ＝346.7W/㎡ λm＝C/T=2896/288≈10μm C＝2896K （2）根据维恩定律可算得地面长波辐射的波长： 地面平均温度约为 300K（ m ≈10μm），对流层的大气平均温度约 250K（ m ≈ 15μm），其辐射最大短 波长在 10—15μm 范围内。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。 2、大气长波辐射的特点 （1）大气对长波辐射的吸收。大气对长波辐射的吸收非常强烈，吸收作用不仅与吸收物质及其分布有关，而 且还与大气温度、压强等有关，大气中水汽、液态水、二氧化碳和臭氧对长波辐射的吸收起重要作用，他们 对长波辐射具有选择性。 （2）大气中长波辐射的特点。长波辐射在大气中的传播过程与太阳辐射的传播有很大不同。第一，太阳辐射 中的直接辐射是作为定向的平行辐射进入大气的，而地面和大气辐射是漫射辐射。第二，长波辐射在大气中 传播时，不仅要考虑大气对长波辐射的吸收，而且还要考虑大气本身的长波辐射。第三，长波辐射在大气中 传播时，可以不考虑散射作用。因为 r﹥φ(长波辐射的波长大于气体分子和尘粒的尺度，散射作用非常弱) 3、 大气逆辐射和地面有效辐射 （1）大气逆辐射和大气保温效应。大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射，使地面因放射辐射而损耗的能 量得到一定的补偿，由此可以看出大气对地面有一种保暖作用，大气的存在使近地面温度提高了 38℃。近地 面的温度是-23℃，实际近地面的均温是 15℃。 （2）地面有效辐射。地面放射的辐射（Eg）与地面吸收的大气辐射（δEa）之差称为地面有效辐射，以 F0 表 示。F0 = Eg －δEa 由于地面温度高于大气温度，地面有效辐射为正值，因此通过长波辐射的放射和吸收，底表面经常失去