地面辐射和大气辐射与影响因素
高中地理 第二章 第三节 对流层大气的受热过程(第1课时)导学案 湘教版必修1-湘教版高一必修1地理
对流层大气的受热过程[学习目标定位] 1.通过图示，了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。
2.通过图示，理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。
3.了解影响地面辐射的因素。
一、大气的垂直分层根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，分为对流层、平流层和高层大气。
二、对流层大气的受热过程1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要有选择性吸收、散射和反射三种方式。
2．地面辐射、大气辐射及其影响因素(1)概念比较序号 辐射名称 辐射类型 辐射方向 作用 Ⅰ 太阳辐射 短波辐射 射向地面 地面的直接热源 Ⅱ地面辐射长波辐射主要射向大气层对流层大气的直接热源Ⅲ 大气辐射长波辐射 射向高层大气和宇宙空间大气逆辐射会使地面增温Ⅳ大气逆辐射射向地面⎭⎪⎬⎪⎫云层：增厚湿度：增大大气逆辐射增强 (3)影响地面辐射的主要因素①纬度因素：同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，地表受到的太阳辐射的强度就越大，地面辐射也就越强。
②下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。
③气象因素：同纬度地区，年日照时数的长短，会影响地面获得的太阳辐射。
3．大气的保温作用(1)地面辐射释放能量的绝大部分被截留在对流层大气中。
(2)大气逆辐射直接补偿地面的热量损失。
思考1．为什么对流层的天气现象复杂多变？答案一方面，对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，另一方面，对流层温度随高度的升高而降低，使水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送。
在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气现象复杂多变。
2．为什么同一季节的白天多云，气温不会太高，而夜间多云，气温不会太低？答案同一季节，白天多云，太阳辐射经过大气层时，被削弱得多(吸收、反射多)，故气温不会太高；夜晚多云，特别是有浓密的低云，空气中湿度比较大，大气逆辐射强，对地面的保温作用强，气温不会太低。
探究点一各层大气的特点及意义探究活动读“大气的垂直分层示意图”，回答下列问题。
地面和大气的辐射汇总
“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”
大气温室效应和阳伞效应：
温室效应：大气中各种微尘和二氧化碳成分的存
在，犹如温室覆盖的玻璃一样，阻挡了地面向外的辐 射，增强大气逆辐射，对地面有保温和增温作用，这 种现象称为大气温室效应。
阳伞效应：大气中微尘和二氧化碳的增加，犹如
在阳光下撑了一把伞，减弱了到达地面的太阳辐射，
第二节
地面和大气的辐射
2019/2/15
1
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能源。为 此，在研究大气的热状况时，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。
2019/2/15 10
项目 辐射类型
长波辐射 漫射辐射
太阳辐射 平行辐射
大气本身的长波辐射
散射作用
考虑
不考虑
不考虑
考虑
2019/2/15
11
1.4 大气逆辐射和地面有效辐射
1.4.1 大气逆辐射和大气保温效应
大气逆辐射：大气辐射中指向地面的那一部分称大 气逆辐射。
地面辐射是向上的；
大气辐射既有向上的，也有向下的。
2019/2/15
2
一、地面、大气的辐射和地面有效辐射
1.1 地面辐射、大气辐射 地面辐射：地面吸收太阳辐射后(45%反射掉)转变为 热能后，使地面增温，然后日夜不停的向外放射辐射， 这就是地面辐射。 宇宙中的任何物质，只要它的温度高于绝对零度时 都能放射能量。
大气辐射：大气对太阳辐射的吸收很少(24%)但能强 烈的吸收地面的辐射，大气主要靠吸收地面辐射后升温， 它也日夜不停的向外放出辐射，叫大气辐射。
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
2019-2020学年新课标高中地理必修第一册：2-2-1第1课时 大气受热过程和热力环流+Word版含答案
8
1．关于图中 a、b、c 所代表的内容，叙述正确的是( )
①a 代表大气的直接热源 ②b 代表大气的直接热源 ③b 代表的辐射比 a 代表的辐射 波长短 ④c 代表的辐射对地面有保温作用
2
1．为什么同一季节的白天多云，气温不会太高，而夜间多云，气温不会太低？ [答案] 同一季节，白天多云，太阳辐射经过大气层时，被削弱得多(吸收、反射多)， 故气温不会太高；夜晚多云，特别是有浓密的低云，空气中湿度比较大，大气逆辐射强， 对地面的保温作用强，气温不会太低。 2．王明同学认为气流是由高压流向低压的，这种说法对吗？为什么？ [答案] 不对。地面的冷热不均引起空气的垂直运动。空气的垂直运动导致同一水平面 上的气压高低。同一水平面上气压高低不同，引起空气的水平运动，由高压流向低压。因 此说在水平方向上，气流由高压流向低压是正确的，但在垂直方向上，气流不一定由高压 流向低压。
(2)山谷风
6
(3)城市风 城市风环流则是由于城市“热岛效应”(城市工业、居民、交通等释放大量的人为热)， 使得城市温度比郊区温度高，从而形成的高空大气由城市吹向郊区，近地面大气由郊区吹 向城市的环流。 城市规划时，为减轻大气污染，污染严重的工业企业布置在城市风的下沉距离之外， 避免污染气体从近地面流向城市；将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。
海拔高，空气稀薄，大气中水汽、杂质较少，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，夜晚大
气对地面的保温作用弱，故气温日较差大；而长江中下游平原地势低平，大气中水汽、杂
质多且集中在对流层底部，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，夜晚大气对地面的保温作
地面辐射与大气辐射课件
地面辐射的来源与影响
来源
主要来源于地球表面吸收的太阳辐射 能，以及地球内部的热能。
影响
地面辐射是地球表面热量交换的主要 方式，对气候变化、生态系统和人类 生活等方面都有重要影响。
地面辐射的测量与计算
测量
使用红外辐射计等仪器测量地面辐射的通量、光谱分布等参数。
计算
根据测量数据和相关公式，计算地面辐射的发射率、反射率 等参数，以及地面辐射通量等数值。
气象预测
气象服务
地面辐射与大气辐射的研究可以为气 象服务提供科学依据，如旅游气象服 务、农业气象服务等。
地面辐射与大气辐射的监测数据可以 用于气象预测，如短期天气预报、灾 害预警等。
在气候模型中的应用
01
02
03
气候模型验证
地面辐射与大气辐射的观 测数据可以用来验证气候 模型的准确性和可靠性。
气候变化模拟
对气候变化的影响
气候变化
辐射强迫
气候反馈
气候变化涉及到地球表面状况的长期 变化，包括气温、降水、风等气象要 素的变化以及冰川、植被等自然环境 的改变。
人类活动和自然因素引起的温室气体 排放、气溶胶污染等会改变大气中的 成分，进而改变太阳辐射和地面辐射 在大气中的传输和散射特性。这种改 变称为“辐射强迫”，它会导致气候 变化。
气候模型可以通过模拟地 面辐射与大气辐射的相互 作用，预测未来气候变化 的情况。
气候变化应对
气候模型可以为应对气候 变化提供科学依据，如制 定减排政策、适应气候变 化的措施等。
在环境保护中的应用
大气污染监测
地面辐射与大气辐射的监测数据 可以用于监测大气污染物的浓度
和分布情况。
环境影响评估
地面辐射与大气辐射的研究可以为 环境影响评估提供科学依据，如建 设项目对环境的影响评估、规划方 案的环境影响评估等。
地表辐射平衡
地表辐射平衡
地表辐射平衡是指地球表面在一段时间内吸收和释放辐射能量的过程，它涉及到地表吸收太阳辐射、地面辐射和大气辐射等各个环节。
地表辐射平衡是地球气候系统的重要组成部分，对于地球的气候和生态环境有着重要影响。
地表辐射平衡主要包括以下几个方面：
1. 太阳辐射：地球表面受到的太阳辐射能量取决于地球与太阳的距离、太阳辐射强度以及地球表面的性质等因素。
太阳辐射是地表辐射平衡的主要能源。
2. 地面辐射：地表在吸收太阳辐射后，自身温度升高，从而释放出辐射能量。
地面辐射的能量取决于地表的温度和地表比辐射率。
3. 大气辐射：地球大气层在吸收和散射太阳辐射和地面辐射的过程中，也会释放出辐射能量。
大气辐射的影响因素包括大气成分、气温、湿度等。
4. 地表辐射平衡差异：地表辐射平衡在不同地区、不
同地表类型之间存在差异。
例如，同一纬度的海洋和陆地相比，由于海水的吸收和释放热量比陆地稳定，海洋地表的日辐射与夜辐射变化较小，形成的地表辐射差额也相对较小。
而陆地在垂直方向上坡度较大，地形变化复杂，导致日辐射和夜辐射的分布不均匀，形成的地表辐射差额相对较大。
5. 人类活动：人类活动对地表辐射平衡也产生一定影响。
例如，城市化进程中的建筑物、道路等人工地表改变了地表性质，影响了地表辐射平衡。
此外，森林砍伐、植被破坏等行为导致地表辐射平衡发生变化，进而影响地球气候。
总之，地表辐射平衡是地球气候系统中的关键环节，它受到多种因素的影响，并对地球气候和生态环境产生重要影响。
了解地表辐射平衡的研究有助于我们更好地认识地球气候系统的运行机制，为应对气候变化和保护生态环境提供科学依据。
气象学知识点资料
气象学知识点资料气象学知识点1.根据大气温度铅直分布特征和大气铅直运动状况，可将地球大气层分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。
2.正午时刻太阳高度角的计算h正午＝90°-φ+δ；式中φ为观测点纬度，δ＝23.5sinN°式中N°以度为单位，实际是距春分日或秋分日最近的总天数。
春分日至秋分日取正值，否则，取负值。
3北半球可照时数变化规律可照时数冬至→夏至加长，夏至→冬至缩短可照时数随纬度增加，夏季加长，冬季缩短4、地面有效辐射时的影响因子及其影响地面辐射(Eg)与被地面吸收的大气逆辐射(Ea)之差，称为地面有效辐射。
影响因素主要有：地面温度、空气温度、空气湿度、云状、风、海拔、地面状况等。
地面温度高时，有效辐射增大；空气温度高时，有效辐射减弱；空气湿度大时，有效辐射减弱；云量多云层厚时，有效辐射减弱；风力加大，有效辐射减弱；海拔增大，有效辐射增大；粗糙地表比平滑地面有效辐射大。
5．为什么潮湿土壤地面温度日较差比干燥土壤的小？分析：从热容角度分析，由于水的比热容比空气大很多，吸收同样的太阳辐射，水上升的温度比空气少的多。
因此干燥土壤地对温度的变化更敏感，极差更大。
从导热的角度分析，空气导热更快，热能传递快，吸收快，散失也快，因此干燥土壤地比潮湿土壤地先升温，先降温变化领先于潮湿土壤地。
从潜热交换的角度分析，温度高时潮湿土壤地水分蒸发作用强于干燥土壤地，因此潮湿土壤地实际获得的辐射能小于干燥土壤地，所以其温度极大值比干燥土壤地小。
同理，潮湿土壤地的空气湿度大于干燥土壤地，温度低时，其水汽凝结作用大于干燥土壤地，由此回收蒸腾水汽的内能。
因此其温度极小值大于干燥土壤地。
6.地面热量收支方程，并据此分析塑料大棚的保温原理白天地面热量收支方程表示：R-P-B-LE=0夜间地面热量收支方程表示：-R+P+B+LE=0塑料大棚充分利用太阳能，有一定的保温作用，并通过卷膜能在一定范围调节棚内的温度和湿度。
地面和大气的辐射
第二节 地面和大气的辐射
一 地面、大气的辐射和地面有效辐射 （一）地面和大气辐射的表示 1地面长波辐射
根据斯蒂芬-波耳兹曼定律, 地面放射辐射能力： Eg =δσT4 =0.9×5.67×10-8×（288）4
= 346.7W/m2 比辐射率δ=0.9， 斯蒂芬-波耳兹曼常数σ=5.67×10-8W/(m2·K4)， 地面平均温度t=15℃
所以我们把地面和大气的辐射称为长波辐射。
自然地理学（ⅡＡ）
第二章 大气的热能和温度
二 地面和大气长波辐射的特点
1 大气对长波辐射的吸收具有选择性 水汽、液态水、 CO2、 O3 。水汽对长波辐射的吸收
最为显著，除8—12μm波段的辐射外，其它波段都能 吸收。并以6μm附近和24μm以上波段的吸收能力最 强。液态水对长波辐射的吸收性质与水汽相仿，只是作 用更强一些。
自然地理学（ⅡＡ）
第二章 大气的热能和温度
二 地面及地气系统的辐射差额
（一）地面辐射差额 2 地面辐射差额变化规律 (2)年变化
辐射差额的年振幅随地理纬度的增加而增大。对同一地理 纬度来说，陆地的年振幅大于海洋。全球各纬度绝大部分地区 地面辐射差额的年平均值都是正值，只有在高纬度和某些高山 终年积雪区才是负值。
自然地理学（ⅡＡ）
第二章 大气的热能和温度
（三）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
大气长波辐射指向地面的部分称为大气逆辐射。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， 由此可看出大气对地面有一种保暖作用，这种作用称为 大气的保温效应。
据计算，如果没有大气，近地面的平均温度应为23℃，但实际上近地面的平均温度是15℃，也就是说大 气的存在使近地面的温度提高了38℃。
第二节 地面和大气的辐射
地面有效辐射
） 定义： 地面放射辐射（ ） 同时又吸收大气逆辐射（ 定义： 地面放射辐射（Eg），同时又吸收大气逆辐射（δEa），二 者的差值称为地面的有效辐射（ ）。即 者的差值称为地面的有效辐射（F0 ）。即F0 = Eg - δEa ， 取值： 通常情况下，地面温度高于大气温度，相应的Eg>δEa，即 取值： 通常情况下，地面温度高于大气温度，相应的 F0 >0。这意味着地面通过长波辐射和吸收，经常失去热量。 。这意味着地面通过长波辐射和吸收，经常失去热量。 影响因素： 地面温度、 影响因素：——地面温度、空气湿度、空气温度和云的状况 地面温度 空气湿度、
大气
直 接 辐 射 Q 散 射 辐 射 q 地 面 辐 射 Eg 大 气 逆 辐 射 δEa
地面（反率为 ） 地面（反射率为a）
Rg=(Q+q)(1-a) + δEa- Eg 又：F0 = Eg - δEa 所以： 所以：Rg=(Q+q)(1-a) - F0
日变化
白天Rg>0，太阳辐射起主导作用， Rg的变化与直接辐射变化趋势大体一致。 白天Rg>0，太阳辐射起主导作用，故Rg的变化与直接辐射变化趋势大体一致。 Rg>0 的变化与直接辐射变化趋势大体一致 夜间F0逐渐增大，太阳辐射消失，故Rg<0。 夜间 逐渐增大，太阳辐射消失， Rg<0。 故Rg由正值转为负值和由负值转为正值的时间分别出现在日落后和日出前一个小时。 Rg由正值转为负值和由负值转为正值的时间分别出现在日落后和日出前一个小时。 由正值转为负值和由负值转为正值的时间分别出现在日落后和日出前一个小时 Rg的日变化曲线对正午不对称。 Rg的日变化曲线对正午不对称。 的日变化曲线对正午不对称
地气系统辐射平衡
地气系统辐射平衡
地气系统辐射平衡是指地球表面吸收的太阳辐射能量与地球向外辐射的热能之间达到动态平衡的状态。
这个平衡状态对于地球上的生态系统和气候变化有着重要影响。
一、太阳辐射能量
太阳辐射能量是地球上最主要的能源来源，其波长范围从紫外线到红外线，其中可见光占据了大部分。
太阳辐射能量在进入大气层时会受到吸收、散射和反射等作用，最终只有一部分能够到达地表。
二、地球向外辐射的热能
地球向外辐射的热能主要来自于地面和大气层中的热量。
这些热量会通过传导、对流和辐射等方式向上移动，并最终通过大气层顶部向宇宙空间散发出去。
三、影响因素
1. 大气成分：不同成分对太阳辐射和热能的吸收和散射具有不同的影响。
2. 地表特征：不同类型的地表对太阳辐射和热能的吸收和反射也有影响。
3. 气候变化：气候变化会导致大气成分和地表特征发生改变，从而影响地气系统辐射平衡。
四、影响机制
1. 温室效应：温室气体可以吸收地球向外辐射的热能并将其重新辐射回地球表面，从而使得地球表面温度升高。
2. 反照率效应：地表反照率越高，太阳辐射能量被反射回大气层的比例就越高，从而减少了太阳辐射能量的到达地表的量。
五、应用
1. 气候预测：了解地气系统辐射平衡对于预测气候变化非常重要。
2. 农业生产：不同类型的植物对太阳辐射和热能的需求不同，了解地气系统辐射平衡可以为农业生产提供指导。
3. 能源利用：太阳能是一种清洁的可再生能源，在了解地气系统辐射
平衡后可以更好地利用太阳能。
综上所述，了解地气系统辐射平衡对于人类生活和环境保护都有着重要的意义。
太阳辐射、地面辐射、大气辐射影响因素和变化规律
太阳辐射、地面辐射、大气辐射影响因素和变化规律1.引言1.1 概述太阳辐射、地面辐射和大气辐射是地球上能量交换的重要组成部分，在地球气候系统中起着至关重要的作用。
太阳辐射是地球接收的主要能量来源，地面辐射是地表向大气传播的能量，而大气辐射是大气中各层之间相互传递能量的过程。
这三种辐射的影响因素和变化规律对于了解气候变化以及预测未来气候变化具有重要意义。
通过研究太阳辐射的影响因素和变化规律，可以揭示太阳活动对地球气候的影响，从而更好地理解和预测气候变化的趋势。
地面辐射的影响因素和变化规律则与地表特性、地形等因素密切相关，对于研究地表能量交换、气候变异和生态系统影响具有重要意义。
大气辐射在大气层间的传递和吸收过程中发挥着重要的作用，影响着大气的能量分布和温度分布，研究其影响因素和变化规律有助于深入理解大气运动和气候系统的相互作用。
本文将重点探讨太阳辐射、地面辐射和大气辐射的影响因素和变化规律。
首先，我们将介绍太阳辐射的影响因素，包括太阳能量的辐射强度、太阳辐射的入射角度和大气层对太阳辐射的吸收和散射等因素。
其次，我们将研究地面辐射的影响因素，包括地表特性、地形、云量和大气成分等因素。
最后，我们将探讨大气辐射的影响因素，包括大气温度、湿度、云量和气体浓度等因素。
通过对这些影响因素的深入研究，我们可以更好地理解太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的相互作用以及它们对气候变化的贡献。
这将为我们提供更准确的气候预测和更有效的气候变化适应措施提供重要参考。
在文章的后续部分，我们将详细讨论这些影响因素的变化规律，并对其对气候变化的潜在影响进行分析。
最后，我们将总结研究结果并展望未来的研究方向，以进一步提升对辐射影响因素和变化规律的认知。
1.2 文章结构文章结构本文将从三个方面介绍太阳辐射、地面辐射和大气辐射的影响因素和变化规律。
首先，在引言部分概述了本文的主题，并给出了文章结构和目的。
接着，正文部分将分为三个小节，分别详细讨论太阳辐射、地面辐射和大气辐射的影响因素和变化规律。
第二课时 地面辐射与大气辐射、影响地面辐射的因素
大气 上界
白天，由于没有大气对太 夜间由于没有大气的保温 阳辐射的削弱作用，月面 效应，月球表面辐射强烈， 温度升得很高，气温很高 月面温度骤降，气温很低 地球
1
（二）地面辐射和大气辐射
玻 璃 温 室 效 应
思考：
为什么玻璃温室会有保温效应？
（三）影响地面辐射的主要因素
1、纬度因素——太阳高度大小
3、深秋至第二年早春季节，霜冻为什 么 多 出 现 在 晴 朗 的 夜 里？
大气逆辐射作用弱
大气的热力作用对地球生态系统的重要性：
1、大气的热力作用，减少了气温日较差 2、大气的保温效应，形成了适宜生命的温度条件
仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温 度的昼夜变化不像月球那样明显？
夜间，地面辐 射绝大部分热 白天，大气削弱了到 量又被大气逆 达地面的太阳辐射， 辐射还给地面， 气温不会太高 使气温不致降 得过低
射向宇宙空间
大 气 辐 射
射向宇宙空 间 大气上界
地
面 吸
大气吸收
大 气 吸 收
收
大气逆辐射
地面增温
地面 “大地暖大气”
“太阳暖大地” “大气还大地”
运用所学知识，解释下列现象？
1、分析为什么多云的夜晚比晴朗的夜晚 温暖一些？
云层增强大气逆辐射作用
2、我国北方在冬季为什么用烟雾笼罩大白菜？
烟雾增强了大气逆辐射作用
3、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从 大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？
（今天. 多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱 作用强，气温不会太高; 夜晚，大气逆辐射作用 强，气温不会太低） 4、我国漠河冬季气温比拉萨低，但夏季气温比拉萨高， 有关形成的原因的叙述，正确的是( D ) ①冬季，漠河日照短，太阳辐射弱，冬季风影响 ②夏季，漠河太阳辐射时间长，获热量增多 ③青藏高原海拔高，空气稀薄，吸收的太阳辐射少，故气 温低 ④青藏高原海拔高，空气稀薄，吸收保存地面辐射的能力 差，夏季气温低 A①② B②③ C②④ D①④
地面辐射和大气辐射及影响因素
地面得到 多
探究：a地区，在A或 B两种照射下，哪种 情况下得到的太阳辐 射比较多？
三、影响地面辐射的主要因素
1、纬度因素（太阳高度）
纬度低
年平均正午太阳高度 大 .
2、下垫面因素
下垫面状 况不同
吸收和反射的太阳 辐射比例不同
经过大气的路径 短 . 光热愈 集中 .
地面得到 多
地面温度不同
使各地地面辐射 的变化不完全与 纬度的变化一致
A、气温低 B、空气稀薄 C、到达地面的太阳辐射少 D、到达的地面辐射少
3、随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不 断增多。充分利用太阳能，降低二氧化碳排放， 是工农业持续发展的重要途径。
（1）二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多， 是如何加强大气“温室效应”的？
①更多地吸收了地面长波辐射，提高了大气温度； ②增强了大气逆辐射，补偿了地面损失的热量。
3、其它因素
气象因素影响最大，如年日照时数、天气情况
总结
大气的热力作用
大气对太阳辐射的削弱作用 大气的对地面的保温效应
吸收作用
反射作用
削弱作用
散射作用
保温效应
直接
太阳辐射 热源 地面 大气逆辐射 大气
宇 宙 空
直接 间
地面辐射
热源
巩固练习 1、下图温差最小的是：D
2、同一经纬度“高处不胜寒”的原因是：C
• 利用“温室效应”原理，我国北方地区冬季采用 大棚技术种植蔬菜、花卉等作物。
（2）分别说明大棚技术对农业生产光、热、水条 件的有利影响。
①使冬季的太阳光照得以充分利用 ②提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植
（可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力）
③有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分
地面辐射与大气辐射
大气辐射的调控：利用温室效应原理，通过建筑设计、材料选择等方式调控室内温度
调控与利用的结合：在城市规划、建筑设计等领域综合考虑地面辐射与大气辐射的影响，实现节能减排和舒适度的平衡
未来发展方向：研发新型材料和设备，提高调控效率，实现可持续发展
利用方式
地面辐射供暖：利用地面辐射产生的热量进行供暖，提高室内温度
城市热岛效应的调控：通过城市规划、绿化建设等措施，减少城市热岛效应，改善城市环境
医疗保健的利用：利用大气辐射的紫外线，进行杀菌消毒，提高医疗保健水平
能消耗，降低对环境的影响
汇报人：
测量方法：地面辐射的测量通常采用辐射计等仪器进行测量，可以获得较为准确的测量结果
地面辐射的来源
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
地球表面吸收大气辐射
地球表面吸收太阳辐射
地球表面吸收大气中的水汽和二氧化碳等气体辐射
地球表面吸收地下热能辐射
地面辐射的影响
地面辐射对气候的影响
地面辐射对人类生活的影响
地面辐射对环境的影响
地面辐射对生物的影响
定义与特点
大气辐射是指地球大气层中的气体分子和气溶胶粒子吸收和发射电磁辐射的能力
大气辐射的主要特点包括吸收、散射和反射太阳辐射，以及将能量以红外辐射的形式传递到地球表面
大气辐射对地球表面的能量平衡和气候变化具有重要影响
大气辐射的研究有助于了解气候变化、空气质量以及太阳辐射的传输和影响
调控农业气候：通过调控地面辐射与大气辐射，改善农业气候条件，提高农作物产量
能源利用：利用地面辐射与大气辐射的特性，开发新型能源，提高能源利用效率
大气辐射制冷：利用大气辐射的制冷效应，降低室内温度
调控与利用的实践案例
气象期末总结及复习题
第二章小结（1）辐射的基本概念和基本规律辐射：物体以电磁波的形式向空间传播能量，这种传播能量的形式称为辐射。
基本规律：1）辐射能力强的物体，其吸收辐射的能力也强；反之，辐射能力弱的物体，吸收能力也弱。
黑体吸收能力最强，放射能力也最强。
2）温度较高的物体单位面积放射的总能量，要比温度低的物体放射多。
3)物体温度愈高，其放射的最大辐射的波长愈短；反之，物体的温度愈低，其放射的最大辐射波长愈长。
（2）太阳辐射、地面辐射、大气辐射的性质、变化规律及影响因素太阳辐射在大气中减弱吸收：将太阳辐射能转化成内能；有选择地吸收（红外吸收为主）散射：改变辐射的方向，使一部分辐射到不了地面反射：云层和尘埃云对太阳辐射的反射作用，没有选择性①直接辐射：以平行光的形式直接投射到地面上太阳高度角：影响等量太阳辐射的散布面积和太阳辐射穿过的大气质量数。
太阳高度角越小，地表所获得的太阳辐射越小；日变化——正午大年变化——冬季小、夏季大地理分布变化——低纬度高，高纬低；纬度越高，年变幅越大；高、低纬度的差值冬季大，夏季小；赤道附近一年中有两个峰值，而其他地区均只有一个峰值大气透明度:大气的透明系数决定着太阳辐射在大气中减弱的多少。
当空气中水汽、尘埃较多，大气浑浊时，则透明度差，太阳减弱的程度就大；反之，则透明度好，太阳减弱的程度小。
②散射辐射：向下到达地面的那部分散射太阳高度角大气透明度日变化——正午前后最强，日出日落最弱；阴天强，晴天弱年变化——夏季最强，冬季最弱地理分布变化——低纬强，高纬弱③总辐射（W=S+D）太阳高度角大气透明度日变化——早晚弱，中午强；阴天弱，晴天强年变化——夏季强，冬季弱纬度变化——纬度低，辐射大高度变化——海拔高，辐射大地面和大气辐射大气中长波辐射的特点太阳直接辐射是平行辐射，地面和大气是漫射辐射。
太阳辐射在大气中传播时，仅考虑大气对太阳辐射的削弱作用，而未考虑大气本身的辐射的影响。
长波辐射在大气中传播时，可以不考虑散射作用大气逆辐射=入射到地面的长波辐射=大气本身的热辐射+云的热辐射地面有效辐射：地面辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差（3）地面辐射差额和能量平衡地面辐射差额:地面吸收太阳总辐射与地面有效辐射之差大气的辐射差额：大气吸收辐射与放出辐射的差值地-气系统辐射差额:把地面和大气看作一个整体，其辐射能的净收入（4）大气非绝热变化非绝热变化：空气内能变化过程中，与外界进行热量交换气温非绝热变化——传导、辐射、对流、湍流、蒸发和凝结（5）大气的干绝热变化和湿绝热变化，位温和假相当位温绝热冷却、绝热增温干绝热变化：当一团干空气或未饱和的湿空气与外界没有任何热量交换做升降运动，且气块内没有任何水相变化时的温度变化过程叫干绝热变化。
地面及地气系统的辐射差额
地面及地气系统的辐射差额是指地表和大气中的辐射量之间存在的差异。
这个差异是由多个因素造成的，例如土壤类型、植被覆盖、地形高度、大气稳定度等等。
在地表系统中，太阳辐射照射到地面时，会被地表反射和吸收。
其中被反射的部分称为反射辐射，而被吸收的部分则转化为热量，称为感热。
地表的发射辐射来自于热量的释放，它也被称为长波辐射。
而地气系统中的辐射则包括太阳辐射、反射辐射、感热、长波辐射和空气分子的散射辐射。
在自然环境中，地气系统和地表系统的辐射量是相互作用的，它们之间的能量转化使得大气能够保持稳定。
地表的反射辐射和感热通过热对流作用传递到大气中，而大气中的太阳辐射则在穿过大气时被吸收或反射，其中一部分被地表吸收并转化为热量，形成长波辐射，同时也形成了大气的温度梯度，影响到大气的垂直运动和稳定度。
然而，也对气候和环境产生着重要影响。
例如，纬度较高的地区长期处于夜间和冬季，地表的长波辐射将导致表面温度降低，甚至出现冰雪覆盖，这将进一步提高反射辐射的比例，形成一个正反馈机制，导致更加寒冷的气候。
同时，植被的不同覆盖度和类型也会影响到地表及大气中的辐射量，例如森林覆盖较多的地区，气温要比城市中的建筑密集区域低一些，而沙漠地区则经常出现夜间温度差异较大的现象。
还有一些人类活动，比如城市化和土地利用变化，也会对造成影响。
大规模的建筑和道路会使得地表变得更加密集，反射辐射的比例增加；同时，植被覆盖的变化也会导致地表及大气的能量平衡失调，所引起的气候变化也是一个热点问题。
因此，科学家们一直在探索地球气候系统的运作机制，并且试图建立一个包括地表及大气系统的综合模型，来预测气候变化的趋势和影响。
虽然仍存在许多挑战和未知因素，但对于我们了解自然环境和并采取有效措施应对气候变化来说，这些研究仍然具有不可替代的重要性。
地球表面与大气的相互作用
地球表面与大气的相互作用地球作为我们所居住的星球，其地表和大气之间存在着紧密的相互作用关系。
这种相互作用不仅对地球的气候和环境产生重要影响，也对我们人类的生活和活动产生着深远影响。
一、地球表面对大气的影响1. 热量交换：地球表面与大气之间通过辐射、传导和对流等方式进行热量的交换。
太阳能辐射在大气中被吸收后，一部分直接散射回太空，一部分被地表吸收。
地表吸收的热量又通过辐射和传导向大气中传递。
这种热量交换使得地表和大气之间形成了热的平衡，维持了地球的温暖。
2. 水循环：地球表面的水分蒸发后升入大气层形成水蒸气，随着空气的上升逐渐冷却凝结成云。
云中的水分在地球表面与大气之间形成循环，通过降雨、蒸发和蒸发等过程不断循环。
这种水循环不仅影响着地球的降水分布和水资源的分布，也对气温的变化和气候的形成起着重要作用。
3. 地表风景和植被影响：地球的陆地表面和植被分布不均匀，不同地区的地表特征和植被类型会对大气产生不同的影响。
例如，森林可以吸收大量的二氧化碳，释放氧气，起到减缓气候变化的作用。
而城市的建筑密度和混凝土地面会导致热岛效应，使城市气温较周围地区更高。
这些地表和植被特征对大气的热量分布和空气流动产生影响，从而影响地区的气候模式。
二、大气对地球表面的影响1. 气候与天气：大气是地球上天气和气候变化的关键因素。
气象现象如降水、风和气温的变化都与大气中的气压、温度、湿度和风速等要素密切相关。
大气的稳定性、温暖和湿度能够影响地球表面的气候和天气模式，如高温、降雨等。
2. 大气的保护作用：地球的大气层通过吸收和散射太阳辐射中的有害紫外线，保护了地球上的生物免受紫外线的伤害。
同时，大气层还能吸收部分来自太空的小陨石和空气污染物，减少了对地球表面的影响。
3. 空气质量：大气中的空气质量是人类和其他生物生活质量的重要指标。
大气中的污染物如颗粒物、二氧化氮和臭氧等会对人体健康和环境产生负面影响。
地球表面的人类活动，如工业排放、交通运输和农业活动等，会释放各种污染物到大气中，从而影响空气质量。
- 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)。
大气主要吸收的是红外光和紫外光，占了太阳辐 射能量绝大部分的可见光没有被吸收，那么太阳 辐射中的可见光部分去了哪里呢？
一、地面辐射
阅读教材P44，思考下列问题：
1、什么是地面辐射？
地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时又对外（ 主要是向大气层）释放辐射能量，形成地面辐射
2、太阳辐射和地面辐射分别是长波辐射还是 短波辐射？
温度越高，辐射最强部分的波长越短；反之则越长。 太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射
3、对流层大气与地面辐射的关系？
地面辐射（长波辐射）是对流层大气增温的直接热 量来源。
二、大气辐射
1、概念
大气吸收地面辐射增温的同时，也向外辐射能量 ，即大气辐射。它属于长波辐射。 射向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。
上界
月球
地球
太阳辐射、地面辐射与大气辐射的关系
太
阳
辐
射向宇宙空间
射
大
地 大气吸收
气
辐
面
射
吸
收
大气逆辐射
射向宇宙空 间 大气上界
大气 吸收
地面增温
地面
“太阳暖大地” “大气还大地”
“大地暖大气”
三、影响地面辐射的主要因素
1、纬度因素（太阳高度）Fra bibliotek纬度低
年平均正午太阳高度 大 .
经过大气的路径 短 . 光热愈 集中 .
A、气温低 B、空气稀薄 C、到达地面的太阳辐射少 D、到达的地面辐射少
3、随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不 断增多。充分利用太阳能，降低二氧化碳排放， 是工农业持续发展的重要途径。
（1）二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多， 是如何加强大气“温室效应”的？
①更多地吸收了地面长波辐射，提高了大气温度； ②增强了大气逆辐射，补偿了地面损失的热量。
• 利用“温室效应”原理，我国北方地区冬季采用 大棚技术种植蔬菜、花卉等作物。
（2）分别说明大棚技术对农业生产光、热、水条 件的有利影响。
①使冬季的太阳光照得以充分利用 ②提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植
（可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力）
③有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分
3、其它因素
气象因素影响最大，如年日照时数、天气情况
总结
大气的热力作用
大气对太阳辐射的削弱作用 大气的对地面的保温效应
吸收作用
反射作用
削弱作用
散射作用
保温效应
直接
太阳辐射 热源 地面 大气逆辐射 大气
宇 宙 空
直接 间
地面辐射
热源
巩固练习 1、下图温差最小的是：D
2、同一经纬度“高处不胜寒”的原因是：C
2、影响因素
云多、空气湿度大，大气中含有水汽、二氧化碳 越多，吸收的地面辐射越多，大气辐射越强。
3、作用
大气逆辐射会使地面增温，而地面增温又能加强 地面辐射。
大气的保温作用
1、近地面大气吸收并保存地面辐射的热量 （阻碍地面辐射的散失）
2、大气逆辐射将热量还给地面 （补偿地面辐射损失的热量)
这样，对流层大气就可以延缓地面温度下降 的趋势，使得地面昼夜温差波动趋于和缓， 这就是大气对地面的保温作用。也称为大气 的温室效应 。
地面得到 多
探究：a地区，在A或 B两种照射下，哪种 情况下得到的太阳辐 射比较多？
三、影响地面辐射的主要因素
1、纬度因素（太阳高度）
纬度低
年平均正午太阳高度 大 .
2、下垫面因素
下垫面状 况不同
吸收和反射的太阳 辐射比例不同
经过大气的路径 短 . 光热愈 集中 .
地面得到 多
地面温度不同
使各地地面辐射 的变化不完全与 纬度的变化一致
？想一想
月球表面昼夜的温差很大。白天,在阳光垂直照射的地 方温度高达127摄氏度；夜晚，温度可降低到零下183摄 氏度。 为什么地球表面昼夜温差远不如月球表面大？
夜间，地面辐
白天射，绝大大气部削分弱热了到
大气
达地量面又的被太大阳气辐逆射， 气温辐不射会还太给高地面，
使气温不致降 得过低
夜效月白阳温应间面天辐度，由温，射升月于度由的得球没骤于削很表有降没弱高面大，有作，辐气气大用气射的 温气 ， 温强保 很对 月 很烈温 低太 面 高，