大气对短波辐射与长波辐射的吸收
温室效应
温室效应温室效应(英文：Greenhouse effect)，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。
大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。
自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。
原理太阳辐射主要是短波辐射，而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。
大气对长波辐射的吸收力较强，对短波辐射的吸收力较弱。
白天：太阳光照射到地球上，部分能量被大气吸收，部分被反射回宇宙，大约47%的能量被地球表面吸收夜晚：晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量，其中也有部分被大气吸收大气层如同覆盖玻璃的温室一样，保存了一定的热量，使得地球不至于像没有大气层的月球一样，被太阳照射时温度急剧升高，不受太阳照射时温度急剧下降。
一些理论认为，由于温室气体的增加，使地球整体所保留的热能增加，导致全球暖化。
简介温室效应（来自IPCC术语表中对温室效应所做出的定义的中文版）是大气保温效应的俗称。
温室效应是指大气中温室气体吸收了行星表面发出的长波辐射后向各个方向辐射能量，进而导致行星表面平均温度升高的过程。
温室效应是行星大气自身的一种特性，并非由大气污染所导致。
但由于人类活动增强了大气中温室气体的含量，可能加剧了大气的保温能力，引发全球气候变化。
染以保护浮游生物的生存。
我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
温室效应示意图温室效应温室效应简略图冰川融化温室效应对的危害。
地面和大气的辐射
一、地面、大气的辐射和地面有效辐射 二、地面及地气系统辐射差额
1
下垫面——大气的直接热源
大气吸收太阳直接辐射很少，下垫面（水、 陆、植被等地球表面）却能大量吸收太阳 辐射，并供给大气。
在研究大气热状况时，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。
4
长波辐射
当地面温度为15C时，根据维恩定理：
定义：地表面的实际平均温度约为300K,对流层大
气的平均温度约为250K。在这样的温度条件下,地面 和大气的辐射能主要集中在3—120微米的波长范围内 ,均为肉眼所不能看见的红外辐射。
这比太阳辐射的波长(0.15—4微米)要长得多。因 此,气象学上把地面和大气的辐射称为长波辐射。
夜晚： T=-183℃
17
2.地面有效辐射
地面放射的辐射（Eg）与地面吸收的大气逆辐射 （δEa）之差，称为地面有效辐射。以F0表示，则
F0=Eg-δEa 影响有效辐射的主要因子有：地面温度，空气温度，空 气湿度和云况。
18
有效辐射的时间变化
有效辐射具有明显的日变化和年变化。其日变化具有与温度 日变化相似的特征。
2
一、地面、大气的辐射和地面有效辐射
大气对太阳短波辐射吸收很少，但对地面的长波辐射却 能强烈吸收。
通过长波辐射，地—气之间，以及大气中气—气之间， 相互交换热量，并也将热量向宇宙空间散发。
3
（一）地面和大气辐射的表示
地面和大气不是绝对黑体 Eg=δσT4 （地面的辐射能力），δ地面相对辐射率 Ea=δ′σT4 (大气的辐射能力)，δ′大气相对辐射率
10
大气窗口主要有：
8～14μm，即远红外波段。 主要来自物体热辐射的能量，适于夜间成像，测量
高二地理温室效应知识点
高二地理温室效应知识点温室效应知识点温室效应是指地球大气中的温室气体吸收地球表面辐射的一部分，并将其重新辐射回地球表面，使得地表温度上升的现象。
温室效应对地球气候产生了重要影响，是导致全球气候变化的主要原因之一。
下面将对温室效应的原理、影响以及应对措施进行详细解析。
一、温室效应的原理温室效应的原理主要涉及两个过程：一是地球表面的短波辐射穿过大气层并达到地球表面，地表吸收这些辐射后发射长波辐射；二是地表发出的这部分长波辐射被大气中的温室气体吸收，并向各个方向重新辐射。
这个过程使得地表的热量在一定程度上被保持，导致地表温度上升。
二、温室效应的影响温室效应对地球气候系统产生了多方面的影响。
首先，温室效应导致地表温度升高，增加了地球表面的能量。
这会引起海洋蒸发增加，水汽的含量也随之增加，进而形成更多的云层，从而影响了地球的辐射平衡。
其次，温室气体的增加对气候系统造成了不稳定性。
温室气体的增多使得地球表面的能量分配变得不均匀，导致气候变化、极端天气事件的发生频率和强度增加。
此外，温室效应还与海平面上升、冰川融化、生物多样性减少等问题紧密相关。
三、温室效应的应对措施针对温室效应对地球气候系统的影响，国际社会积极采取了一系列的应对措施。
首先，减排措施是最主要的应对方式之一。
各国纷纷制定了减少温室气体排放的政策和法规，推动产业结构的转型升级，加大能源节约和清洁能源的利用力度。
其次，增加碳汇是缓解温室效应的另一种途径。
通过大规模的植树造林和保护森林等行动，可以促进植物对二氧化碳的吸收和固定，实现减缓温室效应的目的。
此外，国际间的合作与交流也是应对温室效应的关键。
各国应加强环保技术研发，加强温室气体监测与数据共享，共同应对全球气候变化所带来的挑战。
四、结语温室效应是当前全球环境问题的重要组成部分，对地球气候系统产生了深远的影响。
了解和掌握温室效应的原理以及其对地球气候系统的影响，有助于我们更好地认识和应对气候变化的挑战。
地气系统辐射差额
地气系统辐射差额
地气系统辐射差额：全面详细解析
一、概述
地气系统辐射差额是指地表和大气之间的能量交换中，地表向大气释
放的净长波辐射与大气向地表释放的净短波辐射之间的差值。
该差值
对于了解和预测全球能量平衡以及气候变化具有重要意义。
二、形成原因
1. 大气吸收短波辐射能力强于长波辐射，导致大气向地表释放的短波
辐射比地表向大气释放的长波辐射多。
2. 地表温度高于大气温度，导致地表向大气释放的长波辐射比大气向
地表释放的短波辐射少。
三、影响因素
1. 气象条件：天空云量、湿度等会影响净短波和净长波辐射；
2. 地形条件：海洋、陆地、山区等不同地形对能量交换有不同影响；
3. 时间和季节：日变化和季节变化会导致不同时间段和季节之间存在
不同的辐射差额。
四、测量方法
1. 辐射计法：通过辐射计对净短波和净长波辐射进行测量；
2. 能量平衡法：通过对地表能量收支平衡方程的求解，得到辐射差额。
五、应用
1. 气候变化研究：地气系统辐射差额是全球能量平衡的重要组成部分，
对于气候变化的研究具有重要意义；
2. 生态环境保护：地气系统辐射差额对生态环境的影响很大，了解其变化规律可以为生态环境保护提供科学依据；
3. 农业生产：地气系统辐射差额是影响作物生长和产量的重要因素之一，了解其变化规律可以为农业生产提供参考。
六、总结
地气系统辐射差额是地表和大气之间能量交换中一个重要指标，其大小受多种因素影响。
了解其变化规律对于全球能量平衡、气候变化以及人类社会发展等方面都具有重要意义。
高考地理二轮复习导学案大气成分及下垫面差异对受热过程的影响
专题一大气受热过程微专题2 大气成分及下垫面差异对受热过程的影响【典题导入1】大气成分变化对大气受热过程影响（2020年新高考浙江卷）氧化亚氮（N2O）在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。
农田是氧化亚氮的第一大排放源。
完成1、2题。
1．氧化亚氮具有增温效应，主要是因为（）A．大气辐射总量增加 B．大气吸收作用增强 C．地面辐射总量增加 D．地面反射作用增强2．农田排放的氧化亚氮，主要来源于（）A．作物生长时的排放 B．大气中氮气的转化 C．秸秆燃烧时的产生 D．生产中氮肥的施用【核心归纳】2.人类活动对大气组成成分的影响人类活动对大气成分的影响主要表现在增加大气中二氧化碳、甲烷、气溶胶、水汽等成分。
3.影响大气成分（空气质量）时空分布的因素:①重力因素（万有引力）②气象动力因素（风、对流与湍流、降水）：风向决定扩散方向；风速决定扩散快慢；对流促进垂直扩散，湍流使大气无规律运动而造成风向的摆动和风速的脉动。
③天气形势（晴或降水）：气流下沉，抑制扩散；气流上升，垂直扩散；降水使大气物质沉降；逆温抑制垂直扩散。
④地形地貌：造成局部空气环流（如盆地或谷地、海陆风、山谷风等），导致大气物质扩散或积聚⑤人类活动：破坏地表而改变大气成分（绿地、湿地、地表疏松程度）；释放大气物质（CO2、氟氯烃与O3、酸性气体、农作物光合作用与呼吸作用、农业固氮作物与人工合成氮肥、粉尘等）；城市效应【知识迁移1】（2022·河北·石家庄二中高三阶段练习）读图“地球大气受热过程”示意图,完成下面小题。
1．近地面大气的升温与图中的（）直接相关A．①吸收B．②吸收C．④大气逆辐射D．太阳辐射2．下列有关地球大气受热过程的说法,正确的是（）A．臭氧层遭到破坏,会导致①增加B．二氧化碳浓度降低,会使②减少C．可吸入颗粒物增加,会使③增加D．出现雾霾,会导致④在夜间减少【典题导入2】下垫面差异及变化对大气受热过程影响(2023·湖南岳阳高三一模)地表反照率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比,表示地面对太阳辐射的吸收和反射能力。
大气物理学题库答案
⼤⽓物理学题库答案⼤⽓物理学题库答案1.氮⽓、氧⽓、氩⽓（或N2、O2、Ar）2. 原始⼤⽓、次⽣⼤⽓、现代⼤⽓3. 基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。
4. 核化（或填异质核化）、凝结、碰并、连锁；5. ⽔云、冰云、混合云；6. ⾊；7. 爱根核，⼤核，巨核；8. 增加空⽓中的⽔汽、降温。
9. CO2、O3；10. 瑞利散射，⽶散射，⼏何光学散射；11. 宇宙射线地壳αβγ射线作⽤⼤⽓中放射性元素 12. 低⽓压、⾼⽓压、低压槽、⾼压脊、鞍型⽓压场 13. Kirchhoff （或基尔霍夫） 14. 紫外光、红外光15. 辐射平衡、热量平衡，潜热、感热，太阳辐射，⼤⽓。
16. ⾼压、低压17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. ⽇地平均距离⼤⽓上界19. ⽐湿、混合⽐、⽔汽密度、露点、相对湿度。
20. 状态（变化）、层结。
21. 对流层、平流层、中层、热层、外层。
22.绝热上升膨胀冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却。
（降温过程很多，写出其中四种即可）23.0>??zθ、25. TSP 、降尘、PM10 。
（任意写出其中的三种）（可在TSP 、降尘、PM10、、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个） 26. 虚温。
27. 8 ，等温。
28.29. 。
30. 31. 太阳散射辐射，⽡/⽶2 。
32. ⾏星反照率。
33. 热流量。
34. 100035. ⼤⽓压⼒是指单位⾯积上直⾄⼤⽓上界整个空⽓柱的重量，是⽓象学中极其重要的⼀个物理量。
常⽤的单位有： Pa 、 hPa 、毫巴（标准⼤⽓压）等。
标准⼤⽓状态下，我们假设海平⾯⽓压为 1000hPa ，1.5km ⾼度⽓压为 850 hPa ，5.5km ⾼度⽓压为 500hPa 。
36. ⽔汽混合⽐是指⽔汽的质量与⼲空⽓的质量⽐，⽐湿是指⽔汽的质量与湿空⽓的质量⽐。
37.绝热过程指系统与外界没有热量交换的过程。
新湘教版必修一第三章2 第二节 大气受热过程
第二节 大气受热过程一、大气对太阳辐射的削弱作用1．反射作用(1)表现⎩⎨⎧云层：云层越低、越厚，云量越多，反射越强较大颗粒的尘埃：空气中较大颗粒越多，反射越强(2)特点：大气对太阳辐射的反射没有选择性，反射光呈白色。
(3)现象：削弱了到达地面的太阳辐射，使白天的气温相对较低。
2．散射作用(1)表现：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向四面八方弥散。
(2)特点：大气的散射作用具有选择性，可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射。
(3)现象⎩⎨⎧使一部分太阳辐射不能到达地面。
晴朗的天空呈现蔚蓝色。
3．吸收作用(1)特点：大气的吸收作用具有选择性。
①臭氧：主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳：主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
③大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
(2)表现⎩⎨⎧削弱了到达地面的太阳辐射。
太阳辐射不是对流层大气主要的直接热源。
二、大气对地面的保温作用1．保温过程(1)太阳辐射透过大气射向地面，被地面吸收⇒地面增温，并以长波辐射的形式射向大气，大气能强烈吸收地面长波辐射⇒大气增温，大气增温后，也以长波辐射的形式向外辐射能量⇒大气辐射。
(2)大气辐射中的大气逆辐射把热量还给地面，对地面起到保温作用。
2．表现⎩⎨⎧地面是对流层大气主要的直接热源。
云层越厚、空气湿度越大，大气逆辐射越强。
3．现象⎩⎨⎧阴天时，昼夜温差小。
霜冻多发生在晴朗的夜晚。
1．太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面。
到达地面的太阳辐射分布是不均匀的，由低纬向两极递减。
到达地面的太阳辐射并不能完全被地面吸收。
其吸收的多少与地面性质(地面反射率)有关，反射率越大，地面吸收的太阳辐射越少。
2．大气的受热过程(1)两个来源①地球大气受热能量的根本来源：太阳辐射。
②近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。
(2)两大过程①地面增温：大部分太阳辐射能够透过大气射到地面，使地面增温。
大气的受热过程
力 促使大气由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因 沿垂直于等压面的方向，由高压指向低压
风向与等压线垂直，在自转的地球上不存在
2．不同情况下风向特点；
风 理想状态 高空风 近地面风
作用力 水平气压梯度力 水平气压梯度力、地转偏向力 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
1．风的受力状况和风向
受力状况 风向 风压规律 图示
只受水平气压梯度力影响 由高压到低压与等压线垂直
受水平气压梯度力和地转偏向力影响 风向最终与等压线平行 在北半球背风而立，高压在右边，低压在左边。南半球反之 水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同影响 风向与等压线斜交 在北半球背风而立，高压在右后方低压在前方。南半球反之
理解热力环流应注意的问题：
①气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；
②通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较，垂直方向气压下面高于上面。
③等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，等压面突起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往因其等压面的上凸或下凹。
（2）大气逆辐射对地面热量进行补偿
大气在增温的同时，也在向外辐射热量，称为大气辐射。大气辐射中投向地面的部分，因其方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。它补偿了地面辐射损失的一部分热量，使地面实际损失热量减少，起到保温作用。据计算，如果没有大气，地球表面平均温度应为-18℃，实际为15℃。大气的保温作用，使地面温度提高了33℃之多。
颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴 各种波长同样被散射 无选择性 阴天的天空，呈灰白色
温室效应
1.温室效应简略图温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。
大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。
据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到-23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃。
大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。
大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。
2原理温室效应太阳辐射主要是短波辐射，而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。
大气对长波辐射的吸收力较强，对短波辐射的吸收力较弱。
白天：太阳光照射到地球上，部分能量被大气吸收，部分被反射回宇宙，大约47%的能量被地球表面吸收夜晚：晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量，其中也有部分被大气吸收大气层如同覆盖玻璃的温室一样，保存了一定的热量，使得地球不至于像没有大气层的月球一样，被太阳照射时温度急剧升高，不受太阳照射时温度急剧下降。
一些理论认为，由于温室气体的增加，使地球整体所保留的热能增加，导致全球暖化。
2. 自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重问题，引起了全世界各国的关注。
除二氧化碳以外，对产生温室效应有重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等。
随着人口的急剧增加，工业的迅速发展，排入大气中的二氧化碳相应增多；又由于森林被大量砍伐，大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收，由于二氧化碳逐渐增加，温室效应也不断增强.关系温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
长波辐射和短波辐射的分界线
长波辐射和短波辐射的分界线1.引言1.1 概述长波辐射和短波辐射是大气层中重要的辐射类型，它们在地球上的分布和相互作用对地球的气候和能量平衡产生重要影响。
长波辐射和短波辐射的分界线是一个关键问题，深入研究该分界线的位置以及影响其位置的因素对于理解大气辐射过程和气候变化有着重要意义。
长波辐射主要来自地球和大气中的各种物质发射的热辐射，它的波长范围较长，通常在3微米以上。
短波辐射则主要来自太阳，其波长范围较短，通常在3微米以下。
它们具有不同的特点和应用领域。
长波辐射在地球上的能量流动中起到了重要作用。
地球表面吸收太阳短波辐射后会转化为长波辐射向大气层释放能量，从而维持地球的能量平衡。
同时，长波辐射也是地球上的一个重要散热方式，对地球的温度分布和气候形成起着重要的调节作用。
短波辐射则主要驱动了地球的气候系统。
太阳短波辐射的变化会直接影响地球的能量收支和气候变化。
通过调节大气温度和水循环，短波辐射在地球系统中起着重要的作用。
此外，短波辐射在农业、能源利用等领域也有广泛的应用价值。
因此，准确划分长波辐射和短波辐射的分界线对于深入了解和解释大气辐射过程以及对气候的影响至关重要。
在接下来的内容中，我们将探讨长波辐射和短波辐射的特点和应用，并重点讨论影响分界线位置的因素。
通过全面的研究和分析，希望能够揭示出长波辐射和短波辐射分界线的本质，为理解气候变化和环境保护提供科学依据和理论指导。
1.2文章结构文章结构的目的是为了给读者提供一个清晰的导读和整体框架，帮助读者理解文章的整体结构和内容安排。
在本文中，文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要介绍本文的主题和背景，并提供一个概括性的观点。
通过引言，读者可以了解到长波辐射和短波辐射的主要内容和研究意义。
同时，引言部分还会介绍文章的结构，帮助读者了解文章的组织方式和章节划分。
正文部分是本文的核心部分，将详细阐述长波辐射和短波辐射的特点和应用。
在这一部分，读者将了解到长波辐射和短波辐射的定义、产生机制、传播特性以及相关的应用领域。
大气对长波辐射吸收率
大气对长波辐射吸收率
大气对长波辐射的吸收率是影响地球能量平衡的重要因素之一。
长波辐射是大气层中气体分子、水蒸气和二氧化碳等气体吸收太阳辐射后，再向地球表面释放的能量。
大气对长波辐射的吸收率取决于大气中各种气体的含量和大气层的厚度。
大气中最主要的吸收长波辐射的气体是水蒸气和二氧化碳。
水蒸气对长波辐射的吸收率很高，但大气中的水蒸气含量受气候、地理位置和季节等因素的影响，因此其吸收率也会发生变化。
二氧化碳也是一种重要的长波辐射吸收气体，其对长波辐射的吸收率相对稳定，但随着全球气候变暖和二氧化碳排放量的增加，二氧化碳的吸收率也在逐渐降低。
此外，大气中的臭氧也是一种重要的长波辐射吸收剂。
臭氧主要存在于平流层中，能够吸收太阳的短波辐射，减缓地球表面的温度升高。
然而，由于人类活动的影响，平流层中的臭氧含量也在逐渐减少，这将对地球的能量平衡产生负面影响。
总之，大气对长波辐射的吸收率受到多种因素的影响，其变化也会对地球的气候和生态环境产生重要影响。
因此，我们需要更加深入地研究和了解大气对长波辐射的吸收机制，以便更好地预测和应对全球气候变化。
大气对电磁辐射的吸收作用 成分的密度
大气对电磁辐射的吸收作用及成分的密度一、大气对电磁辐射的吸收作用1.大气对太阳辐射的吸收太阳辐射主要包括可见光、紫外线和红外线等，而大气对太阳辐射的吸收作用主要体现在以下几个方面：（1）紫外线的吸收大气中的臭氧层对紫外线有很强的吸收作用，特别是对辐射波长在200~300nm范围内的紫外线吸收作用最强烈。
这种吸收作用使得地球表面受到的紫外线辐射大大减少，起到了保护生物和环境的作用。
（2）可见光的吸收大气对可见光的吸收作用并不明显，可见光可以较容易地穿透大气层到达地表。
（3）红外线的吸收大气对红外线的吸收作用则相对较强，因为大气中的水汽、二氧化碳和一些其它分子可以吸收红外线，这种吸收作用使得地表的温度受到了一定的影响。
2.大气对地球辐射的吸收地球也会向外辐射热能，这种地球辐射主要是红外线，而大气对地球辐射的吸收作用主要表现为大气中的水汽、二氧化碳和一些其它分子能够吸收地球辐射的红外线，使得地球自身的热量得以保持。
3.大气对无线电波的吸收大气对无线电波的吸收主要表现为大气层对不同频率的无线电波具有不同的吸收能力，不同的电磁波在大气层中的传播方式也有所不同。
二、大气成分的密度1.大气的成分大气主要由氮气、氧气、水蒸气、稀有气体（如氩气、氖气等）、臭氧等组成。
2.大气成分的密度分布（1）氮氧气体氮气和氧气是大气中最主要的组成部分，其密度随着高度的增加而逐渐减小。
在地面附近，氮气和氧气的密度较大，随着高度的增加密度逐渐减小，但在一定高度后，密度开始保持较稳定的状态。
（2）水蒸气水蒸气是大气中另一重要的成分，其密度的分布与氮气和氧气有所不同。
水蒸气的密度随着高度的增加而迅速减小，因为水汽的生成和消失往往发生在较低的大气层中。
（3）稀有气体稀有气体在大气中的分布较为均匀，其密度随着高度的增加而缓慢减小。
（4）臭氧臭氧主要分布在大气中的同温层，并且其分布密度也随着高度的增加而逐渐减小。
结语大气对电磁辐射的吸收作用主要包括对太阳辐射和地球辐射的吸收，大气中的不同成分对电磁辐射有着不同的吸收能力。
太阳辐射和地球大气层的相互作用
太阳辐射和地球大气层的相互作用地球的大气层和太阳的辐射之间的相互作用是地球上生命存在的基础，也是人类社会发展的物质基础。
为了更好地了解这种相互作用，我们需要从太阳辐射的特点、大气层的结构和成分、以及它们之间的相互作用三个方面来思考。
一、太阳辐射的特点太阳光谱由较短波长的紫外线、可见光和较长波长的红外线组成，其中紫外线和部分红外线具有很强的能量。
太阳辐射是地球能量收支的主要来源，但其能量分布不均匀，其中大部分都被吸收或反射回太空。
据统计，全球有大约30%的太阳辐射被反射回太空，剩余的70%则被吸收到地球表面和大气层中。
二、大气层的结构和成分大气层是地球上被气体和尘埃颗粒所包围的天然外壳，由多层气体、云雾和各种漂浮物质构成。
从下往上依次为对流层、平流层、中间层、顶层和辐射带。
不同层次的大气层中气体的成分和数量也不相同，其中最主要的气体是氮气和氧气，占据大气层的99%以上。
其余的气体如水蒸气、二氧化碳以及臭氧等都具有特定的物理和化学特性，对于大气层的能量平衡和保护都起着重要的作用。
三、太阳辐射与大气层的相互作用太阳辐射通过大气层被吸收和反射，产生了热量和光线等。
其中部分辐射被减弱、分散或反射回太空，而大部分则穿透地球大气层被吸收到地表之下。
这些辐射的能量转化成了地球表面的热量，成为人类和其他生物的能源来源。
然而，在大气层的折射和反射作用下，太阳辐射的穿透能力发生了变化。
其中，透过大气层的短波辐射能量比较充足，而长波辐射则容易受到云层和大气中的水蒸气等障碍物的影响而被吸收。
同时，大气层中的低密度气体和臭氧等也对短波辐射有一定的吸收和反射作用。
这样，辐射在大气层的多次反射和散射作用下，能量分布逐渐变得均匀，避免了太阳辐射对地表的直接灼烧。
综上，太阳辐射与大气层的相互作用是一个非常复杂的过程。
太阳的辐射通过大气层的反射和吸收，产生了地球大气层的特殊物理和化学特性，也为地球上所有的生命提供了能源和光明。
在未来人类的生产生活中，我们需要充分利用这种相互作用的力量，保护和维护我们美丽而珍贵的地球环境。
大气保温作用的原理
大气保温作用的原理
大气保温作用是指大气层对地球表面的保温效应，它是地球气
候系统中非常重要的一部分。
大气保温作用的原理主要包括地面辐射、温室效应和大气透明度三个方面。
首先，地面辐射是大气保温作用的重要原理之一。
地面受到太
阳辐射的照射后，会向大气层和地面发出长波辐射。
大气层中的一
些气体，如水蒸气、二氧化碳、甲烷等，对这些长波辐射具有吸收
和散射作用，使得部分辐射能量被重新辐射到地面，从而增加了地
面的温度，起到了保温的作用。
其次，温室效应也是大气保温作用的重要原理之一。
温室效应
是指大气层中的温室气体吸收地面辐射的能量，使得地球表面温度
得以升高的过程。
温室气体主要包括水蒸气、二氧化碳、甲烷、氟
利昂等，它们形成了一个类似温室的效应，使得地球表面的温度得
以维持和提高，起到了保温的作用。
最后，大气透明度也是大气保温作用的重要原理之一。
大气层
对太阳短波辐射的透过率较高，使得地面能够接收到足够的太阳能。
同时，大气层对地面长波辐射的吸收和散射作用又能够使地面得到
一定程度的保温。
这种透明度和吸收作用的平衡，使得地球表面的
温度能够得到一定的保持和升高。
综上所述，大气保温作用的原理主要包括地面辐射、温室效应
和大气透明度三个方面。
这些原理相互作用，共同维持了地球表面
的温度，使得地球能够适宜地维持生命的存在。
同时，随着人类活
动的不断发展，温室气体的排放也在不断增加，对大气保温作用产
生了一定的影响，因此需要采取相应的措施来减少温室气体的排放，保护大气保温作用，维护地球气候系统的平衡。
第三章：太阳辐射在大气中的吸收和散射2
14
大气遥感
• 对臭氧和水汽吸收，根据这些气体在大 气中分布的平均状况，可以分别得到计 算各自大气质量的经验公式。
• 对臭氧
mo
[
cos
1 z3
2 2 (
/ re z3 /
re
)
]1
2
• 对水汽
mw [ cos 0.0548 ( 92.650 ) 1.452 ] 1
15
大气遥感
• 上面二式中 为太阳天顶角，z3 为臭氧分
窗区的吸收主要有两部分：1）由于远处强吸收 带区内吸收线的线翼连续吸收作用；2）由于 窗区内弱吸收线作用。吸收弱测量困难
25
大气遥感
大气窗口
• 大气窗口：
– 电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射 率很高的波段
要想较好地获得地面的信息，必须在大气窗口 中选择遥感波段。
26
遥感常用的大气 窗口有：
1
3.7
250
0.9
210
1.7
51
3.8
140
0.91
160
1.75
400
3.9
17
0.92
125
1.8
13000
4
0.45
19
大气遥感
20
大气遥感
• 图中影区代表大气中各种微量气体对太阳辐射 通量的吸收。
• 分子氧吸收紫外辐射的同时，在红区有两个弱 吸收带，0.762mm的O2吸收带特别出名。 O3在 9.6mm处也较强吸收带。
23
大气遥感
微波吸收
O2：5mm(60GHz)
H2O： 1.64(183.31GHz)和 13.5mm(22.24GHz)
为什么大气吸收长波辐射而不吸收短波辐射
大气吸收长波辐射而不吸收短波辐射的原因主要包括以下几个方面：
1. 大气成分：大气中的某些成分，如水汽、二氧化碳等，对长波辐射的吸收作用较强，而对短波辐射的吸收
作用较弱。
这是由于这些成分的分子能较好地匹配长波辐射的波长，从而增强吸收效果。
2. 波长与穿透能力：短波辐射的波长较短，频率较大，具有较好的穿透能力和散射能力，因此不易被大气吸
收。
而长波辐射的波长较长，频率较小，穿透能力和散射能力较弱，因此容易被大气吸收。
3. 温度与辐射能量：太阳辐射主要是短波辐射，其能量集中在可见光和紫外波段。
地球表面的温度较低，辐
射主要以长波辐射为主，能量集中在红外波段。
由于大气对长波辐射的吸收较强，因此长波辐射在经过大气层时会被大量吸收。
而短波辐射由于穿透能力强，不易被大气吸收。
大气受热原理解释昼夜温差大
大气受热原理解释昼夜温差大
地球上，昼夜温差大是一个经常性的现象，人们普遍认识到这种昼夜温差大是自然界的普遍现象，但是关于它的成因却鲜有人深究。
事实上，这种昼夜温差大的成因是大气受热原理所决定的。
大气受热原理是指太阳发射的短波和长波辐射被大气层反射或
吸收，使大气层产生温度变化而引起的现象。
短波辐射能侵透大气层，这种短波辐射可以直接照亮表面和加热表面，短波辐射到达地面以后就会转变成热量，这种热量有一部分会被大气层吸收，一部分会被反射回太空，一部分会被地表吸收，并发挥加热作用，这样就使地面温度上升。
而长波辐射则不能穿透大气层，其能量只会被大气层吸收，因此，白天大气层中的温度要比夜晚的高，也就是说，白天的温度要比夜晚高，造成的的就是昼夜温差大的现象。
此外，地面的热量放射促进了大气层温度的变化，夜晚的大气层低层，接近地面的温度会比太阳的热量的反射低，因此，夜晚的温度会降低。
天气也会影响昼夜温差大，一般而言多云的天气由于可以阻挡太阳光照射到地面，使得温度变化小，从而昼夜温度差也会变小。
总之，大气受热原理是大气层中昼夜温差大的主要原因。
短波辐射能到达表面而加热地表，夜间的低层温度比白天的低，天气的变化也有关系。
只有通过这些原因，才能真正理解昼夜温差大的现象来源。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、全球暖化的定義:
1. 全球暖化是指接近地表處的大氣 和海洋的平均溫度在一個多世紀 以來明顯增加的現象， 過去一個 世紀以來(西元1906 – 2005年)， 全球表面平均溫度上升了約攝氏 0.74度(華氏1.33度) (圖)，並且此 增溫的趨勢仍在繼續中。
西元1850 至 2005年全球表面度變化
地質史上的冰期與間 冰期:
當地球溫度下降，南 北極冰被的擴張期 稱為冰期(圖)；目前 全球處於間冰期， 冰被逐漸融化，故 海平面逐年上升。 (自然的暖化)
上次冰期北極 冰被的擴張
❖大多數科學家相信，全球暖化的原因主要是人為 因素造成的。自從一百多年前內燃機被發明與製 造，人類開始燃燒化石燃料並排放了大量的溫室 氣體至大氣層中，加上大量林木的清理和耕作等 都增強了溫室效應。以往大眾普遍認為此溫室氣 體主要指的是二氧化碳(CO2)，但近年來很多研 究顯示，甲烷 (CH4)、二氧化氮(NO2) 與氟氯碳 化物(CFCS )等氣體因大量被排放，它們產生的溫 室效應也幾乎近同於二氧化碳。 除了上述溫室氣
❖一、前言：
❖ 也許現今的天氣真是有點變了，幾十年前記得台灣的夏 天並不是這麼熱，吹吹電風扇也就過的去，冬天則常常 冷到田野下霜凍壞農作物；近些年來似乎夏天都是異常 炎熱，戶外溫度常接近攝氏四十度，居家不開冷氣幾乎 不能過日子，而冬天又異常暖和，有時穿個短衫也能應 付過去。以上不過是個人一些點滴感受，但也可見全球 暖化現象的確已經影響了我們的生活。
體促成的增溫因素外，自然的現象如：太陽的變 化、火山灰的噴發等等，對大氣溫度的增加也有 些影響，我們在這裡也一起談談。
三、大氣暖化的機制：
❖1. 溫室氣體
❖ 地球上大部分的熱能主要是由陽光的輻射而來，但它不 是直接加熱大氣。太陽光的輻射是一種短波輻射，其輻 射範圍包括紫外線 (波長0.2 至 0.4微米) 、可見光 (波長 0.4 至 0.7 微米) 及 紅外線等。當陽光穿射過大氣時， 少部分短波輻射熱能被吸收，例如臭氧﹙O3﹚吸收了紫 外線以及可見光波長在0.4至0.56微米部分光譜，水蒸 氣吸收了少部分幾段波長在0.7至4.0微米部分光譜，此 外二氧化碳(CO2)，甲烷 (CH4)、氟氯碳化物(CFCS )等 氣體也吸收了少部分太陽輻射的熱能。輻射熱能被各種 氣體選擇性吸收的現象稱為選擇性吸收，這可能與各種 氣體分子內部結構有關(圖)。
C + O2 →CO2 (燃燒) CaO + CO2 → CaCO3 (碳酸鈣)
(b) 甲烷(Methane):
甲烷，最簡單的烴（碳氫化合物），化學式CH4。在標準 狀態下是一無色氣體。一些有機物在缺氧情況下分解 時所產生的沼氣其實就是甲烷。
甲烷是天然氣的最主要成分，是一種很重要的燃料。同時 它也是一種溫室氣體，其全球暖化能力比二氧化碳高 21倍。
❖2007年美國前副總統高爾與聯合國所屬的 政府間氣候變遷委員會 (Intergovernmental Panel on
Climate Change，ＩＰＣＣ)，共同獲得諾貝爾和平 獎，得獎原因是因他們致力於傳播有關人 為氣候變遷的知識，並積極推動遏阻氣候 變遷所需措施。高爾與其團隊曾製作了一 部「不願面對的真相」影片，描述未來世 界可怕光景，大聲疾呼我們需節制使用化 石能源，曾引起大眾廣泛迴響和關切。他 在片中甚至提出若氣溫繼續上升，北大西 洋洋流的循環受影響，我們有可能被迫進 入一個冰河時期，更是聳人聽聞。
大氣對短波輻射與長波輻射的吸收。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
v 當陽光照射地表一段時間 後，地表被加熱而放射熱 輻射(紅外線輻射)或稱長 波輻射，波長在 4 至100 微米之間(圖) 。長波輻射
幾乎全部被大氣中的溫室
氣體如二氧化碳，甲烷、
氟氯碳化物、水蒸氣及微 塵等吸收，只有在波長在
10 至12微米間的長波輻
射例外，可看為紅外線大 氣窗戶(圖)，因此將一部
2. 回饋機制﹙Feedback Mechanism﹚
❖ 上述大氣增溫的機制又受到另一個機制影響， 即大氣的回饋機制，將起初大氣溫度改變現象加 強或減弱，稱為正回饋機制(positive feedback mechanism)或負回饋機制(negative feedback mechanism)。
(1)正回饋機制：
❖ (a) 水的蒸發：地球的大氣與海洋本來在一個平衡狀態 中，其平衡受密度、溫度、壓力等因素的支配，全球暖 化使得海洋的溫度增高，因此有更多的水分子得到能量 蒸發成水蒸氣，水蒸氣是主要的溫室氣體，因此又回饋 大氣的溫室效應，使得溫室效應的效果更加劇(圖)。
它主要的來源有： (1) 有機廢物的分解 (2) 天然源頭（如沼澤）：23% (3) 化石燃料：20% (4) 動物（如牛）的消化過程：17% (5) 稻田之中的細菌：12% (6) 生物物質缺氧加熱或燃燒
(c) 氟氯碳化物(Chlorofluorocarbons CFCs): 氟氯碳化物是一種在空調與冰箱中作為冷媒用 物質，由於空調與冰箱使用中常有漏氣現象， 這些氣體被釋放於大氣中，並且不容易分解， 它們可在大氣中停留一百年；過多的氟氯碳化 物使大氣中的臭氧層受到破壞 ，造成臭氧層 破洞。
分熱能洩釋於外太空中。
溫室氣體吸收熱能使大氣
變暖現象，便稱為溫室效 應(Greenhouse Effect， 圖)。
大氣層內的溫室效應
a) 二氧化碳
二氧化碳對人體是無害的，在大氣中的二氧化碳 形成一循環，藉著火山活動、生物體的呼吸、燃 燒化石燃料及植物的分解等過程，二氧化碳被釋 放於大氣中。二氧化碳在植物的光合作用中被吸 收，亦可溶解於海洋中(約50倍於大氣) ，或在海 水中與一氧化鈣結合沉澱為碳酸鈣 ，一般二氧化 碳的化學反應式如下。
❖ 關於全球暖化，過去存在著兩派見解。一派認為全球目 前處於間冰期，氣溫升高，海平面逐年上升，故暖化是 自然界正常現象。一派則認為全球暖化是人為造成的， 從二十世紀初內燃機被發明，人類開始大量燃燒石油排 出二氧化碳，造成大氣層中溫室氣體比例大幅增加，它 們吸收熱能使得全球氣溫上升。雖然學術上過去兩派都 有理論支持，但近年來越來越多新的證據，顯示人為造 成的全球暖化可能性很高，而且大部分的科學家都支持 人為產生的全球暖化理論。