气象学 第二章 辐射
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• 与植物的光周期有关
2.2 太阳辐射概述
• • • • 太阳辐射光谱 辐射强度 太阳常数 辐射强度、照度、量子通量密度
太阳辐射光谱
定义 太阳辐射能随波长的分布曲线。
图中： 实线是大气上界 的太阳辐射光谱； 虚线是温度在 6,000K时的黑体 辐射光谱。
大气上界的太阳辐射光谱
太阳辐射概述
2.2 太阳辐射概述
近百年地球均温升约0.6℃ 预计未来升温1至6 ℃
气候变暖，气温升高
海平面上升，影响沿海地区
第 二 章
辐 射
徦如没有太阳。。。
• 辐射就是物体发射电磁波
• 所有物体都在发射电磁波，也吸收电磁波 • 电磁波就是“光”；光就是电磁波
• 电磁波是一种能量，无处不在，无时不在
• 电磁波是物体间能量交换的重要方式。
• 光是什么？辐射是很危险的东西吗？
• 紫外线消毒的原理？ • 微波炉加热食物的原理？ • 蓝色是冷色，红色为暧色？ • 太阳离地球很远，为何会带给地球温暖？
基尔霍夫定律 （Kirchhoff）
物体易发射某波段的电磁波，同时也易吸收相同波 段的电磁波 物体对电磁波的吸收是有选择性的，如大气、水、 玻璃、塑料薄膜、雪等。
（大气温室效应原理）
• 铁在常温下为黑色，高温下为白色？ • 黑色的路面、墙面等的温度变化 • 红外测温仪、夜视设备、红外感应等 • 冷血动物（蛇等） • 太阳能的利用
E=εσT4=0.9 × 5.67×10-8 ×2884 =346.7(w/m2)
λmax=2897/T=2897/288=10 （μm）
大气辐射
辐射主体：co2、水气、云、尘埃等
大气逆辐射 大气辐射中向下的那一部分 大气天窗 大气在8～12 μm吸收率很小 是地表失去能量的通道
地面有效辐射 即地面辐射－大气逆辐射 是地表实际失去的辐射能 地表温度，越高，辐射力越强 影响因素 空气温度，越高，大气逆辐射越强 空气湿度，越大，有效辐射越小 天空云量，越多，有效辐射越小 海拔高度，越高，有效辐射越大
6. 波长0.315—0.4μm的辐射 起成形作用，如使植物变矮、叶片变厚等。 7. 波长0.28—0.315μm的辐射 对大多数植物有害。 8. 波长小于0.28μm的辐射 能立即杀死植物。
3. 地面和大气辐射
地面辐射
大气辐射
大气逆辐射
地面有效辐射
地面净辐射
大气温室效应
地面辐射
1～30 μm 主要在10 μm附近 一般，波长＞4 μm称长波辐射 波长＜4 μm称短波辐射 如地面温度15℃时：
• 波长范围，大约在0.15-4微米之间。 • 能量分布 波长较短的紫外光区7％ 波长较长的红外光区43％ 可见光区50％ • 生理辐射或光合有效辐射
2.2 太阳辐射概述
• 太阳辐射强度 在垂直照射情况下在单位时间内、单位面积 上所得到的辐射能量。 • 太阳常数 在日地平均距离的条件下，在地球大气上界 的太阳辐射强度。1367W/m2
2.太阳辐射
2.1 影响太阳辐射的天文因素 2.2 太阳辐射概述 2.3 大气层对太阳辐射的影响 2.4 到达地面的太阳辐射 2.5 植物与太阳辐射的关系
2.1影响太阳辐射的天文因素
• • • • 太阳的高度、方位、昼长变化 太阳高度与方位意义 太阳高度日变化、年变化、地区变化 正午太阳高度角
2.3 大气层对太阳辐射的影响
• 吸收作用
• 散射作用 • 反射作用
Fra Baidu bibliotek
大气反射
大气吸收
吸收作用 吸收后变为热能，可使气温升高 吸收物质 水气 0.93～2.85微米之间 臭氧 0.2～0.3微米 尘埃等 大气主体成份无吸收作用
太阳辐射不是大气 直接热源 太阳辐射主体未被吸收
眼对紫色不敏感
水汽吸收最强的是在红外区，从0.93-2.85微米之间的几个吸收 带。最强的太阳辐射能是短波部分，因此水汽从总的太阳辐射能里 所吸收的能量是不多的。据估计，太阳辐射因水汽的吸收可以减弱 4-15％。
散射作用
又称雷莱散射
辐射遇到大气中的质点，以此为中心向 四面八方散开。只改变方向。 高层大气，或天空晴朗 散射质点：分子 散射强度：与波长的四次方 成反比 蓝天、多彩天空的原因 天空多尘埃、云雾时 散射质点：粒子 散射强度：与波长无关
分子散射 类型 粗粒散射
反射作用
云层反射平均达50～55％ 大气中较大颗粒的埃尘 散射作用指向天空的部分
• UVA 0.32-0.4波段 • 紫外线能量相对较低一些，可使皮肤变红，
对免役系统有一定危害。紫外线作用下， 皮肤细胞中会产生一些黑色素，黑色素可 吸收紫外线，起到保护作用（白种人与日 光，皮肤癌）。
紫外线指数预报 • 紫外线指数：中午前后到达地面的紫外线对人体 可能造成的损害程度。 • 用0至15表示。夜间为0，最强为15。 1级：0、1、2 2级：3、4 3级：5、6 中等强度，有一定影响 4级：7、8、9较强，危害较大 5级：10以上，危害大，需预防
影响因素
大气温室效应
地球辐射平衡温度
地球得到的太阳辐射能与地球失去 的辐射能应相等，否则会升温或降温
理论上地球均温为-18℃ 实际为+15 ℃ 这是大气温室效应的结果
玻璃阻隔室内外空气热交换
温室效应原因
短波辐射易进，长波不易出
大气温室 效应： 短波辐射易进，长波不易出
大气的温室效应是必要的 问题在于温室效应的增强
氮和氧，只有氧能微弱地吸收太阳辐射。在波长小于0.2微米处 为一宽的吸收带，吸收能力较强；在0.69和0.76微米附近，各有一 个窄吸收带，吸收能力较弱。 臭氧在大气中含量虽少，但对太阳辐射的吸收很强。0.2-0.3微 米为一强吸收带，使小于0.29微米的太阳辐射不能到达地面。 二氧化碳对太阳辐射的吸收比较弱，仅对红外区4.3微米附近的 辐射吸收较强，但这一区域的太阳辐射很微弱，被吸收后对整个太 阳辐射影响不大。
天顶 夏至 春分 冬至
北
南
• • • •
北京夏至、春分、冬日正午的太阳高度 H夏至=90-A+B=90-40+23.5=73.5 H春分=90-A+B=90-40+0=50 H冬至=90-A+B=90-40-23.5=26.5
北
地平线
天顶
太阳光线
日出正东 正午正南 春秋分太阳的高度与方位： 日落正西
2 波长为0.72-1μm 伸长起作用，其中0.7—0.8μm称为远红光， 对光周期和种子形成有重要作用，并控制开花与果实颜色。 3. 波长为0.61—0.72μm的辐射(红、橙光) 作用最强 被叶绿素强烈吸收，光合
太 阳 辐 射 与 植 物 关 系
4．波长为0.51—0.61μm的辐射(绿光) 表现为低光合作用与弱成形作用。 5．波长0.4—0.51μm的辐射(蓝、紫光) 被叶绿素强烈吸收，表现强的光合作用与成形作用
维恩（Wien）定律
物体辐射出各种波长的电磁波（辐射波谱）
物体辐射能力最强的电磁波波长与T成反比 λmax=2897/T （μm）
λmax辐射能力最强的电磁波波长
例如： 太阳表面温度为6000K，最大辐射波长 λmax=2897/6000=0.48μm
地球表面的平均温度为288K，放射的最 大辐射波长为 λmax=2897/288=10μm
杀死单细胞生物，降低人体免役力，伤害人眼的 视网膜，致使失明，好在这部分紫外线基本上被 大气中的O3吸收掉了，很少到达地面。
• UVB 0.29-0.32波段 • 紫外线有少量到达地面，这部分紫外线能
量也较高，可穿透人的皮肤，产生日灼， 甚至皮肤癌（90%的皮肤癌与有关），有 意思的是，UVB有利于维生素D的合成，而 维生素D与人的健康关系密切。
• 晴朗的天空为何是蓝色的，日落为红色？
• 叶片为何是绿色的？ • 为何夏天穿黑色衣服感觉更热？
1.辐射的基本知识
黑体与灰体 辐射与电磁波 辐射基本规律
主 要 内 容
2.太阳辐射
太阳的高度与方位、昼长变化 太阳辐射概述 大气层对太阳辐射的影响 到达地面的太阳辐射 与植物的关系
3.地面和大气辐射
地面辐射 大气辐射 大气温室效应
地面净辐射R
又称地面辐射差额、辐射平衡
到达地面的太阳辐射
R＝（S＋D）×（1－a)-F0
地面得到的太阳辐射
S：直接辐射 D：散射辐射 a: 反射率 F0：地面有效辐射
意义：
R是地面净得到或净失去的辐射能，对 天气和气候有重在意义。 R＞0，净得到辐射能 R＜0，净失去辐射能 R＝0，辐射能收支平衡 到达地面的太阳辐射 下垫面反射特征 大气状况 海拔高度
墙
振动产生波
带电粒子的振动产生电磁波 所有的物体都由分子、原子等带电粒子组成 所有的带电粒子都在“振动” “振动”的强烈程度即是“温度” 所有的物体都在辐射电磁波，且与温度有关
热辐射
辐射
不同电磁波的具体波长范围
名称 波长范围
可见光波长范围
色彩名称 紫 波长范围 0.40～0.43微米 0.43～0.47微米 0.47～0.50微米 0.50～0.56微米
光谱成分 0.5 紫外线 可见光 0 5 0.4 10 1.0 20 30 50 90
2. 0 2.7 3.2 4.7
31.2 38.6 41.0 42. 44. 43. 45.3
红外线
68.8 61.0 58.0 56. 54. 52. 50.0
l. 波长大干1μm的辐射 被植物吸收转为热能，不参与生化作用。
厘米波 分米波
1～10厘米 10厘米～1米
橙 红
斯蒂芬—波茨曼(StefanBoltzman)定律
• 黑体和灰体 黑体：能将投射到其表面的辐射全部吸收的物体， 如地面、太阳 表面。只能部分吸收的为灰体 • 黑体的辐射强度（E）与其表面的绝对温度（T） 的四次方成正比，即： E=σT4 σ=5.67×10-8是斯蒂芬—波茨曼常数。 • 普通物体的辐射强度 E= ε σT4 ε：辐射率
南
北
地平线
天顶
日出东偏北 正午 夏至太阳方位 日落西偏北
南
回归线以北：正南 回归线：天顶 回归线以南：正北
冬至太阳方位
日出 东偏南 正午 正南 日落 西偏南
昼长的时空变化
• 昼长即是太阳从地平面升起到落下的这段 时间，也叫日长或可照时间。 • 光照时间= 昼长+曙光+暮光 • 纬度越高，曙暮光时间越长
2.2 太阳辐射概述
• 辐射强度：w/m2，用能量计算。
• 照度：光照强度，米烛光（lux)，夏日中午 可高达12万lux以上。照明等。
• 光（量）子通量密度：E/ m2〃 s 1E=6.02×1022个光子，用于光合作用等较 好。
太阳紫外线(UV)（选讲）
• 具有较高的能量，波长越短，能量越高。 • UVC 0.2-0.29的紫外线对生物有杀伤作用，可
紫外线 可见光
近红外 红 外 线 中红外 远红外 超远红外 毫米波 微 波
100埃～0.4微米 0.4微米～0.76微米
0.76微米～3.0微米 3.0微米～6.0微米 6.0微米～15微米 15微米～1000微米 蓝 青 绿
黄
1～10毫米
0.56～0.59微米
0.59～0.62微米 0.62～0.76微米
1.辐射的基本知识
辐射定义 电磁波 辐射的基本规律
基尔霍夫定律 （Kirchhoff） 斯蒂芬—波茨曼(Stefan-Boltzman)定律 维恩（Wien）位移定律
• • • • • •
辐射：物体发射电磁波 任何物体(＞－273℃)都会向外发射电磁波 电磁波？ 发射电磁波的强度 发射什么样的电磁波 物体对电磁波的吸收
• 建筑物朝向、温室顶面倾角、山的南北坡 小气候差别、果园行向、空调安装方位等
• H正午＝90－A+B A: 纬度 B: 太阳赤纬，太阳直射点纬度 春、秋分 0 夏至 23.5 冬至 －23.5 可查表、计算
• • • • •
广州夏至、春分、冬日正午的太阳高度 H夏至=90-A+B=90-23+23.5=90.5 （180-90.5=89.5） H春分=90-A+B=90-23+0=67 H冬至=90-A+B=90-23-23.5=43.5
2.4 到达地面的太阳辐射
由直接辐射和散射辐射组成
影响因素
太阳高度角 大气状况：云量、尘埃 大气透明度等 海拔
高纬和低纬度地区，冬天和夏天， 平原和高原 ，晴天和阴天太阳辐射 的差异？
太阳高度角与辐射强度
太阳高度角越大，辐射强度越强
太阳高度角与辐射强度
高度越小，路径越长，损失越少
太阳直接辐射光谱与高度角的关系
2.2 太阳辐射概述
• • • • 太阳辐射光谱 辐射强度 太阳常数 辐射强度、照度、量子通量密度
太阳辐射光谱
定义 太阳辐射能随波长的分布曲线。
图中： 实线是大气上界 的太阳辐射光谱； 虚线是温度在 6,000K时的黑体 辐射光谱。
大气上界的太阳辐射光谱
太阳辐射概述
2.2 太阳辐射概述
近百年地球均温升约0.6℃ 预计未来升温1至6 ℃
气候变暖，气温升高
海平面上升，影响沿海地区
第 二 章
辐 射
徦如没有太阳。。。
• 辐射就是物体发射电磁波
• 所有物体都在发射电磁波，也吸收电磁波 • 电磁波就是“光”；光就是电磁波
• 电磁波是一种能量，无处不在，无时不在
• 电磁波是物体间能量交换的重要方式。
• 光是什么？辐射是很危险的东西吗？
• 紫外线消毒的原理？ • 微波炉加热食物的原理？ • 蓝色是冷色，红色为暧色？ • 太阳离地球很远，为何会带给地球温暖？
基尔霍夫定律 （Kirchhoff）
物体易发射某波段的电磁波，同时也易吸收相同波 段的电磁波 物体对电磁波的吸收是有选择性的，如大气、水、 玻璃、塑料薄膜、雪等。
（大气温室效应原理）
• 铁在常温下为黑色，高温下为白色？ • 黑色的路面、墙面等的温度变化 • 红外测温仪、夜视设备、红外感应等 • 冷血动物（蛇等） • 太阳能的利用
E=εσT4=0.9 × 5.67×10-8 ×2884 =346.7(w/m2)
λmax=2897/T=2897/288=10 （μm）
大气辐射
辐射主体：co2、水气、云、尘埃等
大气逆辐射 大气辐射中向下的那一部分 大气天窗 大气在8～12 μm吸收率很小 是地表失去能量的通道
地面有效辐射 即地面辐射－大气逆辐射 是地表实际失去的辐射能 地表温度，越高，辐射力越强 影响因素 空气温度，越高，大气逆辐射越强 空气湿度，越大，有效辐射越小 天空云量，越多，有效辐射越小 海拔高度，越高，有效辐射越大
6. 波长0.315—0.4μm的辐射 起成形作用，如使植物变矮、叶片变厚等。 7. 波长0.28—0.315μm的辐射 对大多数植物有害。 8. 波长小于0.28μm的辐射 能立即杀死植物。
3. 地面和大气辐射
地面辐射
大气辐射
大气逆辐射
地面有效辐射
地面净辐射
大气温室效应
地面辐射
1～30 μm 主要在10 μm附近 一般，波长＞4 μm称长波辐射 波长＜4 μm称短波辐射 如地面温度15℃时：
• 波长范围，大约在0.15-4微米之间。 • 能量分布 波长较短的紫外光区7％ 波长较长的红外光区43％ 可见光区50％ • 生理辐射或光合有效辐射
2.2 太阳辐射概述
• 太阳辐射强度 在垂直照射情况下在单位时间内、单位面积 上所得到的辐射能量。 • 太阳常数 在日地平均距离的条件下，在地球大气上界 的太阳辐射强度。1367W/m2
2.太阳辐射
2.1 影响太阳辐射的天文因素 2.2 太阳辐射概述 2.3 大气层对太阳辐射的影响 2.4 到达地面的太阳辐射 2.5 植物与太阳辐射的关系
2.1影响太阳辐射的天文因素
• • • • 太阳的高度、方位、昼长变化 太阳高度与方位意义 太阳高度日变化、年变化、地区变化 正午太阳高度角
2.3 大气层对太阳辐射的影响
• 吸收作用
• 散射作用 • 反射作用
Fra Baidu bibliotek
大气反射
大气吸收
吸收作用 吸收后变为热能，可使气温升高 吸收物质 水气 0.93～2.85微米之间 臭氧 0.2～0.3微米 尘埃等 大气主体成份无吸收作用
太阳辐射不是大气 直接热源 太阳辐射主体未被吸收
眼对紫色不敏感
水汽吸收最强的是在红外区，从0.93-2.85微米之间的几个吸收 带。最强的太阳辐射能是短波部分，因此水汽从总的太阳辐射能里 所吸收的能量是不多的。据估计，太阳辐射因水汽的吸收可以减弱 4-15％。
散射作用
又称雷莱散射
辐射遇到大气中的质点，以此为中心向 四面八方散开。只改变方向。 高层大气，或天空晴朗 散射质点：分子 散射强度：与波长的四次方 成反比 蓝天、多彩天空的原因 天空多尘埃、云雾时 散射质点：粒子 散射强度：与波长无关
分子散射 类型 粗粒散射
反射作用
云层反射平均达50～55％ 大气中较大颗粒的埃尘 散射作用指向天空的部分
• UVA 0.32-0.4波段 • 紫外线能量相对较低一些，可使皮肤变红，
对免役系统有一定危害。紫外线作用下， 皮肤细胞中会产生一些黑色素，黑色素可 吸收紫外线，起到保护作用（白种人与日 光，皮肤癌）。
紫外线指数预报 • 紫外线指数：中午前后到达地面的紫外线对人体 可能造成的损害程度。 • 用0至15表示。夜间为0，最强为15。 1级：0、1、2 2级：3、4 3级：5、6 中等强度，有一定影响 4级：7、8、9较强，危害较大 5级：10以上，危害大，需预防
影响因素
大气温室效应
地球辐射平衡温度
地球得到的太阳辐射能与地球失去 的辐射能应相等，否则会升温或降温
理论上地球均温为-18℃ 实际为+15 ℃ 这是大气温室效应的结果
玻璃阻隔室内外空气热交换
温室效应原因
短波辐射易进，长波不易出
大气温室 效应： 短波辐射易进，长波不易出
大气的温室效应是必要的 问题在于温室效应的增强
氮和氧，只有氧能微弱地吸收太阳辐射。在波长小于0.2微米处 为一宽的吸收带，吸收能力较强；在0.69和0.76微米附近，各有一 个窄吸收带，吸收能力较弱。 臭氧在大气中含量虽少，但对太阳辐射的吸收很强。0.2-0.3微 米为一强吸收带，使小于0.29微米的太阳辐射不能到达地面。 二氧化碳对太阳辐射的吸收比较弱，仅对红外区4.3微米附近的 辐射吸收较强，但这一区域的太阳辐射很微弱，被吸收后对整个太 阳辐射影响不大。
天顶 夏至 春分 冬至
北
南
• • • •
北京夏至、春分、冬日正午的太阳高度 H夏至=90-A+B=90-40+23.5=73.5 H春分=90-A+B=90-40+0=50 H冬至=90-A+B=90-40-23.5=26.5
北
地平线
天顶
太阳光线
日出正东 正午正南 春秋分太阳的高度与方位： 日落正西
2 波长为0.72-1μm 伸长起作用，其中0.7—0.8μm称为远红光， 对光周期和种子形成有重要作用，并控制开花与果实颜色。 3. 波长为0.61—0.72μm的辐射(红、橙光) 作用最强 被叶绿素强烈吸收，光合
太 阳 辐 射 与 植 物 关 系
4．波长为0.51—0.61μm的辐射(绿光) 表现为低光合作用与弱成形作用。 5．波长0.4—0.51μm的辐射(蓝、紫光) 被叶绿素强烈吸收，表现强的光合作用与成形作用
维恩（Wien）定律
物体辐射出各种波长的电磁波（辐射波谱）
物体辐射能力最强的电磁波波长与T成反比 λmax=2897/T （μm）
λmax辐射能力最强的电磁波波长
例如： 太阳表面温度为6000K，最大辐射波长 λmax=2897/6000=0.48μm
地球表面的平均温度为288K，放射的最 大辐射波长为 λmax=2897/288=10μm
杀死单细胞生物，降低人体免役力，伤害人眼的 视网膜，致使失明，好在这部分紫外线基本上被 大气中的O3吸收掉了，很少到达地面。
• UVB 0.29-0.32波段 • 紫外线有少量到达地面，这部分紫外线能
量也较高，可穿透人的皮肤，产生日灼， 甚至皮肤癌（90%的皮肤癌与有关），有 意思的是，UVB有利于维生素D的合成，而 维生素D与人的健康关系密切。
• 晴朗的天空为何是蓝色的，日落为红色？
• 叶片为何是绿色的？ • 为何夏天穿黑色衣服感觉更热？
1.辐射的基本知识
黑体与灰体 辐射与电磁波 辐射基本规律
主 要 内 容
2.太阳辐射
太阳的高度与方位、昼长变化 太阳辐射概述 大气层对太阳辐射的影响 到达地面的太阳辐射 与植物的关系
3.地面和大气辐射
地面辐射 大气辐射 大气温室效应
地面净辐射R
又称地面辐射差额、辐射平衡
到达地面的太阳辐射
R＝（S＋D）×（1－a)-F0
地面得到的太阳辐射
S：直接辐射 D：散射辐射 a: 反射率 F0：地面有效辐射
意义：
R是地面净得到或净失去的辐射能，对 天气和气候有重在意义。 R＞0，净得到辐射能 R＜0，净失去辐射能 R＝0，辐射能收支平衡 到达地面的太阳辐射 下垫面反射特征 大气状况 海拔高度
墙
振动产生波
带电粒子的振动产生电磁波 所有的物体都由分子、原子等带电粒子组成 所有的带电粒子都在“振动” “振动”的强烈程度即是“温度” 所有的物体都在辐射电磁波，且与温度有关
热辐射
辐射
不同电磁波的具体波长范围
名称 波长范围
可见光波长范围
色彩名称 紫 波长范围 0.40～0.43微米 0.43～0.47微米 0.47～0.50微米 0.50～0.56微米
光谱成分 0.5 紫外线 可见光 0 5 0.4 10 1.0 20 30 50 90
2. 0 2.7 3.2 4.7
31.2 38.6 41.0 42. 44. 43. 45.3
红外线
68.8 61.0 58.0 56. 54. 52. 50.0
l. 波长大干1μm的辐射 被植物吸收转为热能，不参与生化作用。
厘米波 分米波
1～10厘米 10厘米～1米
橙 红
斯蒂芬—波茨曼(StefanBoltzman)定律
• 黑体和灰体 黑体：能将投射到其表面的辐射全部吸收的物体， 如地面、太阳 表面。只能部分吸收的为灰体 • 黑体的辐射强度（E）与其表面的绝对温度（T） 的四次方成正比，即： E=σT4 σ=5.67×10-8是斯蒂芬—波茨曼常数。 • 普通物体的辐射强度 E= ε σT4 ε：辐射率
南
北
地平线
天顶
日出东偏北 正午 夏至太阳方位 日落西偏北
南
回归线以北：正南 回归线：天顶 回归线以南：正北
冬至太阳方位
日出 东偏南 正午 正南 日落 西偏南
昼长的时空变化
• 昼长即是太阳从地平面升起到落下的这段 时间，也叫日长或可照时间。 • 光照时间= 昼长+曙光+暮光 • 纬度越高，曙暮光时间越长
2.2 太阳辐射概述
• 辐射强度：w/m2，用能量计算。
• 照度：光照强度，米烛光（lux)，夏日中午 可高达12万lux以上。照明等。
• 光（量）子通量密度：E/ m2〃 s 1E=6.02×1022个光子，用于光合作用等较 好。
太阳紫外线(UV)（选讲）
• 具有较高的能量，波长越短，能量越高。 • UVC 0.2-0.29的紫外线对生物有杀伤作用，可
紫外线 可见光
近红外 红 外 线 中红外 远红外 超远红外 毫米波 微 波
100埃～0.4微米 0.4微米～0.76微米
0.76微米～3.0微米 3.0微米～6.0微米 6.0微米～15微米 15微米～1000微米 蓝 青 绿
黄
1～10毫米
0.56～0.59微米
0.59～0.62微米 0.62～0.76微米
1.辐射的基本知识
辐射定义 电磁波 辐射的基本规律
基尔霍夫定律 （Kirchhoff） 斯蒂芬—波茨曼(Stefan-Boltzman)定律 维恩（Wien）位移定律
• • • • • •
辐射：物体发射电磁波 任何物体(＞－273℃)都会向外发射电磁波 电磁波？ 发射电磁波的强度 发射什么样的电磁波 物体对电磁波的吸收
• 建筑物朝向、温室顶面倾角、山的南北坡 小气候差别、果园行向、空调安装方位等
• H正午＝90－A+B A: 纬度 B: 太阳赤纬，太阳直射点纬度 春、秋分 0 夏至 23.5 冬至 －23.5 可查表、计算
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广州夏至、春分、冬日正午的太阳高度 H夏至=90-A+B=90-23+23.5=90.5 （180-90.5=89.5） H春分=90-A+B=90-23+0=67 H冬至=90-A+B=90-23-23.5=43.5
2.4 到达地面的太阳辐射
由直接辐射和散射辐射组成
影响因素
太阳高度角 大气状况：云量、尘埃 大气透明度等 海拔
高纬和低纬度地区，冬天和夏天， 平原和高原 ，晴天和阴天太阳辐射 的差异？
太阳高度角与辐射强度
太阳高度角越大，辐射强度越强
太阳高度角与辐射强度
高度越小，路径越长，损失越少
太阳直接辐射光谱与高度角的关系