11地面、大气辐射与大气的增温、冷却～结合相关高考真题-【超前培优】备战2023年高考地理之探讨大学地理知识.docx

地面、大气辐射与大气的增温、冷却～结合相关高考真题 太阳辐射虽然是地球上的主要能源，但因为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（又称下垫面）却能大量吸收太阳辐射，并经转化供给大气，从这个意义来说， 下垫面是大气的直接热源 。 为此，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-气系统的辐射差额 。 一、地面、大气的辐射和地面有效辐射 地面能吸收太阳短波辐射，同时按其本身的温度不断地向外放射长波辐射。 大气对太阳短波辐射几乎是透明的 ，吸收很少，但 对地面的长波辐射却能强烈吸收 。 大气也按其本身的温度，向外放射长波辐射。通过长波辐射， 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 也将热量向宇宙空间散发 。 (一)地面和大气辐射的表示 地面和大气都按其本身的温度向外放出辐射能。由于它们不是绝对黑体，运用斯蒂芬-波耳兹曼定律，可写成如下形式 Eg=δσT⁴ (2·18) Ea=δ'σT⁴ (2·19) 式中Eg和Ea分别表示 地面和大气的辐射能力 ， T表示 地面和大气的 温度，δ和δ' 分别称地面和大气的 相对辐射率 ，又称比辐射率。其大小为 地面或大气的辐射能力 与同一温度下 黑体辐射能力的比值 ，在数值上等于 吸收率 。 σ为斯—波常数，即5.67×10⁻⁸W/(m²·K⁴)。表示 总放射能力与其温度的四次方成正比 。 如地面温度为15℃，以δ=0.9，则可算Eg=0.9×5.67×10⁻⁸×(288)⁴=346.7W/m2 同样，当地面温度为15℃，根据维恩定律可算得。 λm= 维恩定律：温度越高，辐射极大值波长越短 。 维恩定律：温度越高，辐射极大值波长越短 。 C/T =2896/288≈10μm。即该温度下地面最强的辐射能位于波长10μm左右的光谱范围内。 地面平均温度约为300K，对流层大气的平均温度约为250K，故其 热辐射中95%以上的能量集中在3—120μm的波长 范围内(属于肉眼不能直接