最新04长波辐射与辐射平衡
气候动力学-9-地气辐射平衡、辐射强迫与气候变化
地气系统的净辐射
地气系统的净辐射随季节、纬度、云量、云状、下垫面性质及大气成分等因素有变化。平 均而言，在两极和高纬度地区的净辐射为负，在赤道和热带地区正值。但在一个气候周 期，就整个地气系统而言，净辐射为零，地气系统的热状况没有明显变化，呈现出平衡的 状态。
辐射强迫与气候变化
• 什么是辐射强迫 • 温室气体与温室效应 • 气溶胶的辐射强迫 • 土地利用的辐射强迫 • 气候变化
地球-大气系统的总反照率称为行星反照率，它表示 入射地球的太阳辐射被大气、云及地面反射回宇宙 空间的总百分数。
目前认为全球的行星反照率数值可取0.31 地球表面的反照率 0.09 云、气溶胶和大气分子反照率 0.22
地表反照率
地表反射率的大小， 依赖于表面特性、 太阳天顶角和辐射 波长。
地表反照率 行星反照率
云-辐射相互作用
云除了通过反射、吸收和发射辐射直接影响大气的热状况外，云层中的辐射不稳定性和潜 热释放间的相互促进作用，对天气时间尺度及气候时间尺度过程都有影响。 云层能对气候系统的非绝热加热场起“修改”和再分配作用，从而影响气候的变化。一般 认为，这种影响可以归纳为如下基本过程： （1）通过潜热释放、蒸发以及感热和角动量的再分配，形成动力过程和水文过程的耦合。 （2）通过对辐射的反射、吸收和放射形成大气中辐射和动力-水文过程间的耦合。 （3）大气降水和地面水文过程的耦合。 （4）辐射和地面湍流输送的改变引起的大气和地面间的耦合。 （5）通过改变热通量影响海洋表面的能量平衡。 （6）改变到达海面的可见光辐射的比例，海洋吸收的辐射随即改变。 （7）改变冰雪区的热平衡。
Donohoe and Battisti, 2011, JC
云的反照率
通过云反照率效应使得部分 入射太阳辐射被反射回太空， 降低地气系统的温度。 云的反照率既依赖于云的厚 度、相态和含水量等云的宏 微观特性，而且和太阳高度 角也有关。
长波净辐射
长波净辐射
长波净辐射是指地球表面和大气系统之间的能量交换过程中，地球表面所辐射出的长波辐射减去地球吸收的长波辐射的净值。
长波辐射主要来自于地球表面的热辐射，其波长范围通常处于
3-100微米之间。
长波净辐射的大小受到地球表面和大气系统之间能量的平衡与交换的影响。
地球表面辐射出的长波辐射主要取决于表面温度和表面的辐射特性。
地表温度较高时，辐射出的长波辐射相对较大。
而大气系统吸收和散射长波辐射的能力与大气中的温度，湿度和气体成分等因素有关。
大气中的水汽和云层对长波辐射具有较强的吸收作用。
长波净辐射的值可以用于研究地球能量平衡和气候变化等问题。
在地球能量平衡方面，长波净辐射的正值表示地球系统吸收的长波辐射大于地球表面辐射出的长波辐射，意味着地球处于能量亏损的状态。
而长波净辐射的负值表示地球辐射出的长波辐射大于吸收的长波辐射，意味着地球处于能量过剩的状态。
长波净辐射的变化也与气候变化密切相关。
随着气候变化，地球表面温度的变化会影响长波净辐射值的大小。
例如，地球变暖时，地表温度升高，辐射出的长波辐射增加，从而使长波净辐射的值变小。
这种变化会进一步影响到大气和地表温度的调节和再分布，对气候系统产生复杂的反馈效应。
综上所述，长波净辐射是地球能量平衡和气候变化中的重要参量，它反映了地球表面和大气系统之间的能量交换过程。
对长
波净辐射的研究可以深化我们对地球能量平衡和气候变化机制的理解，并为进一步预测和适应气候变化提供科学依据。
第4章 地表辐射平衡
۞影响有效辐射的主要因子有:地面温度，空气温度， 空气湿和云况。还与地表面的性质有关，平滑地表面 的有效辐射比粗糙地表面有有效辐幅射小；有植物覆 盖时的有效辐射比裸地时的有效辐射小。 ۞有效辐射的日变化:其日变化具有与温度日变化相似 的特征。在白天，由于低层大气中垂直温度梯度增大， 所以有效辐射值也增大，中午12-14时达最大；而在夜 旬由于地面辐射冷却的缘故，有效辐射值也逐渐减小， 在清晨达到最小。当天空有云时，可以破坏有效辐射 的变化规律。
当日出日落时，h 0, 则由sinh 0得：
0 cos tan tan
1
(1)在春分点，δ=0，ω0=π/2，则：
I 0T S日 cos 2 D
太阳辐射日总量的分布与纬度的余弦成正比，即随纬 度增加，S日减少，南北半球对称。
(2)在赤道，φ=0，ω0=π/2，则：
1. 反射辐射：到达地表的总辐射有一部分由于反射作 用而返回天空，这部分被地表反射进入太空的短波辐 射叫地表反射辐射。 ₪ 2. 地表反射率：到达地表的太阳辐射与地表反射的太 阳辐射之比。 ₪ 3. 影响反射辐射的因素 影响反射辐射的因素主要是：1〉太阳高度角 2〉下垫 面的颜色 3〉干湿程度 4〉表面粗糙度。 ₪ 4. 云的反射率 云的反射率依赖云的厚度，形状和太阳高度角，同时 还与云的黑度和下垫面的反射率有关。
1994年翁笃鸣和高歌等人根据北京、拉萨等站实测晴 天总辐射资料，提出了f的另一种形式： f=a+bln(1+e), a=0.183(p/p0)，b=0.0542+0.0598(p/p0)
(b)有云天空总辐射的计算公式：
Q S日 a bs1
其中a, b 为总辐射的经验系数，且要求a+b=1。
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。
《地球上的辐射平衡》课件
公众教育：加 强公众教育， 提高公众对地 球辐射平衡和 保护措施的认
识和意识
汇报人：
散射辐射：大气中的气体和颗粒物对太 阳辐射的散射能量
温室效应：大气中的温室气体对地球辐 射的吸收和再辐射
地球-大气系统辐射平衡：地球接收到的太阳辐射能 量与地球自身发出的辐射能量之间的平衡关系
PART FOUR
温室效应原理：温室气体吸收 并重新发射地球表面辐射，导 致地球表面温度升高
温室气体：二氧化碳、甲烷 等
地面观测：通过地面仪器测量地球 辐射平衡
观测仪器：包括辐射计、温度计、 湿度计等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
站点建设：建立全球范围内的观测 站点网络
数据处理：对观测数据进行处理和 分析，以获取地球辐射平衡的信息
PART SIX
辐射平衡变化：温室气体增加 导致地球辐射平衡发生变化， 地球温度升高
添加标题
添加标题城市化：增加城市面积提高地表 反射率，降低地表吸收率
气候变化：影响地表植被类型和覆 盖度，改变地表反射率和吸收率
PART FIVE
卫星遥感技术： 通过卫星观测地 球表面辐射平衡
卫星类型：包括 气象卫星、地球 观测卫星等
观测数据：包括 辐射强度、温度、 湿度等
模拟方法：利用卫 星遥感数据建立辐 射平衡模型，进行 模拟和预测
地球辐射平衡的失衡 可能导致全球气候变 暖、冰川融化、海平 面上升等环境问题。
维持地球温度：地 球辐射平衡是地球 温度维持的重要机 制
气候变化：地球辐 射平衡的变化可能 导致气候变化
生态系统：地球辐射 平衡对生态系统有重 要影响，如植物生长 、动物迁徙等
人类活动：人类活动 对地球辐射平衡有重 要影响，如温室气体 排放、土地利用等
地球辐射平衡
地球辐射的大气吸收谱（右半部）
（三）有效辐射 1.概念：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之 差。 • 有效辐射为正，地面净损失能量； • 有效辐射为负，地面净获得能量。 3.影响因素 • 地面温度：正向作用（空气湿度和云量等条 件不变）。 • 大气温度、湿度、云量和温室气体含量：负 向作用（地面温度条件不变） 。
大气上界的能量收支与能量输送
（四）辐射平衡的总体特征 1.太阳辐射输入 • 大气上界：342 • 大气吸收：67 • 大气反射：77 • 地面反射：30 • 到达地表：168
2. 地面辐射与能量平衡 • 辐射平衡
Re = Qe (1− α ) − E = 168− 66 = 102
• 能量平衡
Re = Qe (1 − α ) − (U e − Ga )
令Re=0，则有
Q e (1 − α ) + G a = U
e
设地面温度为T1，大气圈温度为T2，则有：
π R (1 − α ) S 0 + c 4 π R σ T 2 = 4 π R σ T1
2 2 4 2
4
c 4 π R σ T1 = 2 ⋅ c 4 π R σ T 2
（4）缓解措施 • 减少黑色、暗色地面（提高反射辐射） • 疏散工业企业，减少汽车流量（减少排热） • 增加植被和水面面积（降温） • 科学地规划城市建设（优化布局） • 改变能源结构（减少化石燃料使用和大气 污染）
二、地球表层的长波辐射
（一）地面辐射 1. 概念：地面以长波辐射的形式发射的辐射。 2. 方向：由地表返回太空。 3. 大小：地面对于长波辐射的吸收率接近于 1，可近似地视为黑体。黑体的辐射能力与其 绝对温度的四次方成正比：
三、地球表层的辐射平衡
长波辐射和短波辐射的分界线 -回复
长波辐射和短波辐射的分界线-回复长波辐射和短波辐射是指电磁辐射中波长的分类。
电磁辐射是一种能量传递的方式，它包括从长波辐射到短波辐射的各种波长范围。
那么，长波辐射和短波辐射的分界线在哪里？本文将一步一步回答这个问题。
首先，我们需要了解什么是电磁辐射。
电磁辐射是由变化的电磁场引起的能量传递过程。
它包含了电场和磁场垂直传播的波动。
根据波长的不同，电磁辐射可以细分为不同的区域，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
长波辐射和短波辐射是指电磁辐射中波长的划分。
波长是波的一次完整振动所需要的距离。
波长越长，频率越低，而波长越短，频率越高。
一般来说，长波辐射的波长范围较宽，频率较低，包括无线电波、微波和红外线。
短波辐射的波长范围较窄，频率较高，包括可见光、紫外线、X射线和γ射线。
要确定长波辐射和短波辐射的分界线，我们需要查看电磁辐射谱。
电磁辐射谱将电磁辐射按照波长和频率的不同进行了分类和排序。
根据国际标准，电磁辐射谱从长波辐射到短波辐射的排序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
根据电磁辐射谱的排序，可见光的波长范围为380-750纳米（nm），其频率范围为400-790 THz。
可见光被我们的眼睛所感知，我们在日常生活中能够看到的光线颜色都是来自于可见光。
在可见光的波长范围之前，包括在红外线的范围内，波长更长，频率更低。
因此，电磁辐射谱的分界线可以认为是380纳米。
在380纳米以下的波长属于红外线和微波，属于长波辐射的范畴。
而在380纳米以上的波长属于可见光，属于短波辐射的范畴。
需要注意的是，电磁辐射谱的分界线可以根据应用需求进行调整。
对于特定的应用，根据不同的研究目的和需求可以将分界线放在不同的位置。
例如，在某些科学研究中，将紫外线分为不同的波段以便更好地研究和观察。
因此，分界线并不是固定不变的，而是根据实际需求进行设定。
总结起来，长波辐射和短波辐射的分界线可以根据电磁辐射谱来确定。
地面辐射平衡方程及各项意义
地面辐射平衡方程及各项意义一、地面辐射平衡方程的基础地面辐射平衡方程啊，就像是大自然能量收支的账本呢。
咱们先来说说啥是地面辐射平衡方程，简单来讲，它就是地面接收到的辐射能量和地面向外辐射出去的能量之间的一个平衡关系。
比如说，地面会接收到太阳的辐射，这可是个超级重要的能量来源啊。
就像我们每天早上拉开窗帘，阳光一下子照进来，那满满的都是能量呢。
这部分能量照到地面上，地面就开始接收了。
而且啊，这还不是全部呢，大气也会向地面辐射一些能量。
这就好比是周围的小伙伴们也会给地面一些“小温暖”。
那地面接收了这么多能量，也不能光吃不吐呀，它也会向外辐射能量的。
这其中有地面以长波辐射的形式向大气辐射能量，就像是地面在向大气“分享”自己的能量呢。
1. 太阳辐射的意义太阳辐射对于地面辐射平衡方程来说，那可是个大头。
太阳辐射到达地面，它给地面带来了热量，让地球有了温度，这才使得地球上有了生命存在的可能。
要是没有太阳辐射，地球就会是一个冷冰冰的大石头，啥都没有。
你可以想象一下，没有阳光的世界，到处都是黑暗和寒冷，多可怕呀。
而且太阳辐射的强度还不是一成不变的，它会受到很多因素的影响，比如说季节啦，夏天的时候太阳辐射就比较强，冬天就相对弱一些，就像夏天我们会觉得特别热，冬天就冷飕飕的。
还有纬度也会影响，低纬度地区接收到的太阳辐射就比较多，像赤道附近就很热，高纬度地区就少一些，像北极和南极就冷得很呢。
2. 大气辐射的意义大气辐射给地面的能量虽然没有太阳辐射那么多，但也很重要哦。
大气就像一个保护罩一样，它向地面辐射能量，这在一定程度上能调节地面的温度。
如果大气不向地面辐射能量，那地面晚上的时候就会冷得更快，昼夜温差就会变得特别大。
就像在沙漠里，大气辐射相对比较少，昼夜温差就很大，白天热得要命，晚上又冷得要死。
而在一些植被丰富、大气状况比较好的地方，昼夜温差就比较小，这其中大气辐射就起到了很重要的调节作用呢。
3. 地面长波辐射的意义地面长波辐射是地面向外输出能量的重要方式。
大气科学概论：第5章5.7辐射平衡
温度的日变化
The sun is highest at noon, but the temperature maximum is in the afternoon
温度的季节变化
The Northern Hemisphere is tilted toward the sun in the summer (June), and away from the sun in
Average Net Shortwave Radiation at the Earth's Surface: July 1983-1990
Figure 7i-4: Average net shortwave radiation at the Earth‘s surface: July 1983-1990. Highest values occur over the subtropical oceans of the Northern Hemisphere due to high solar input and little cloud coverage. Lowest values occur in areas of high surface reflection such as snow/ice covered surfaces like Greenland, cloudy regions such as storm tracks, and areas of low solar input like the high latitudes of the Southern Hemisphere. Color range: blue red - white, Values: 0 to 350 W/m2. Global mean = 158 W/m2, Minimum = 0 W/m2, Maximum = 323 W/m2. (Source: NASA）
介绍辐射平衡及其公式和作用
介绍辐射平衡及其公式和作用辐射平衡是指地球在接收到来自太阳和宇宙空间的辐射能量后，再通过各种途径向外辐射能量，以维持一个相对稳定的温度。
辐射平衡是地球能维持生态系统平衡的基础，对地球上的生物和环境起着至关重要的作用。
辐射平衡的公式可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来描述。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，地球向外辐射的能量与地球表面的温度的四次方成正比。
换句话说，辐射出去的能量与地球表面的温度之间存在着强烈的关系。
辐射平衡的作用非常重要。
首先，辐射平衡使地球保持了相对恒定的温度范围，这是地球上生物存在的前提。
如果没有辐射平衡，地球将无法维持适宜的温度，生物将无法生存。
其次，辐射平衡影响着地球的气候和气象变化。
太阳的辐射通过辐射平衡对地球的表面和大气层进行加热，从而影响了全球的气候系统。
不同地区和季节的辐射平衡变化会导致气温的变化，形成季节变化和气候带。
此外，辐射平衡还影响地球的水循环。
太阳的辐射能量使得海洋和地表水蒸发，形成云和降水，维持了地球上的水资源循环。
辐射平衡不仅影响了水循环的速率和分布，还决定了地球表面上蒸发和降水的能量。
最后，辐射平衡对地球上的能量平衡和能量分配起着重要作用。
地球接收来自太阳的辐射能量，通过辐射平衡将能量分配到地球表面、大气层和太空中。
这些能量分配影响了地球上的气候、海洋循环和生态系统的健康。
需要注意的是，辐射平衡并不是完全稳定的。
地球上的一些变化，如人类活动和天然灾害，会干扰辐射平衡，导致辐射能量的不平衡。
例如，大量的温室气体排放会引起地球表面的辐射不均衡，加剧全球变暖的问题。
总之，辐射平衡是地球上维持生态平衡和气候稳定的关键因素。
通过辐射平衡，地球将太阳的辐射能量转化为地球表面、大气层和太空中的能量，维持了地球的温度范围、水循环和能量平衡。
城市气象学第八章：城市辐射收支平衡
（2）大气逆辐射 QL,
经 验 公 式
7
8
城市地-气长波辐射能的交换 城市大气逆辐射QL↓大于郊区 城市大气CO2含量高大气逆辐射强 风速愈大,气温热岛强度愈弱,大气逆辐射QL↓ 城乡差异愈小。 晴昼城市大气逆辐射QL↓与郊区的差值比晴夜 更大。
10
2.3.4 城市的净辐射
下垫面的净辐射Qn是由太阳总辐射QI，下垫面反射率 α ，大气逆辐射QL↓和地面辐射QL↑四项来决定的。 城市对这四项皆有明显的影响。到达城市下垫面的
75
曲线下的面积 代表径流总量
降雨后城市与郊区径流曲线的图式
76
南京冬季城、郊下垫面能量平衡特征分析
观测期间城、郊热量平衡中主要分量随时间变化特征
77
不同天气条件下城、郊热量平衡各分量的日变化特征
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在城市水分平衡中, 上述三个特征对于如何规划 城市的排水管道, 有极重要的意义。
79
城市、近郊和远郊热量平衡方程：
城市：Qn QF QH QE QS QA 近郊：Qn QF QH QE QS QP QA 远郊：Qn QH QE QS QP QA 式中QP为植物光合作用能量的变化
65
2. 城市与郊区热量平衡的日变化
及控制研究。分别计算燃油排热和燃煤排热以估算上海市人
为热排放总量，统计上海市区和郊区的年均温及年均温差随 时间变化及其与人为热排放之间的关系，发现两者之间有很 好的相关性；最后就上海市夏季空调使用排热对上海市温度 影响进行了定性研究，发现空调排热与地面温度反演有着非 常良好的一致性。
人为热的影响因素
44lqt???11地面长波辐射ql5地面相对发射率??波尔兹曼常数斯蒂芬428w1056696km????下垫面温度k?tqql地面辐射城市地气长波辐射能的交换??地面长波辐射ql大于郊区城市下垫面温度高?长波辐射大63233城市地气长波辐射能的交换??222大气逆辐射?lq7经验公式8城市地气长波辐射能的交换??城市大气逆辐射qql大于郊区c城市大气co2222含量高?大气逆辐射强风速愈大气温热岛强度愈弱大气逆辐射大气逆辐射强风速愈大气温热岛强度愈弱大气逆辐射qql城乡差异愈小
第三节 地球辐射与辐射平衡
Rn Rsb Rsd 1 Rld Rlu
讨论：日变化，年变化
讨论地面净辐射的意义：p39
整个地球表面平均来说是收入大于支出的，也就是说地球 表面通过辐射方式获得能量。 因为纬度和海陆分布的不同，地面净辐射的地理分布形势 比天文辐射复杂，其他因素更为复杂。
2.大气的辐射平衡
第三节 地球辐射与辐射平衡
一、地球辐射 地面辐射+大气辐射=地球辐射 地面辐射RLu ：长波辐射。 大气辐射RLd：长波辐射。 大气的保温作用；大气的温室效应。 3.地面有效辐射 影响地面有效辐射的因素。生产中的应用。
1.地面辐射(RLu)
地面昼夜不停的向外放射辐射能，称为地面辐射(RLu)。
Rlu T 4
大气保温效应、温室效应和阳伞效应
保温效应
温室效应 阳伞效应
大气的保温作用：大气逆辐射
地 面 辐 射
大 气 逆 辐 射
地面
温室效应、花房效应。
太 阳 辐 射
射向宇宙空 间
地
面 吸
大气吸收
大 气 辐 射
大气上界
大 气 吸 收
收
射向地面 地面
地面增温
“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”
热量平衡：地球上热量收支的代数和就是热量平衡。 地面能量（热量）平衡公式：
Rn H LE G
Rn H LE H
Rn LE
G
Rn——地面净辐射 H—— 感热通量密度， G—— 土壤热通量密度 LE—— 潜热通量 密度
G
二、辐射平衡
辐射平衡 (辐射差额、净辐射) 物体收入辐射能与支出辐射能的差值称为净辐射或辐射差额。 辐射差额＝收入辐射－支出辐射 1.地面辐射平衡（地面净辐射） 单位时间、单位面积地表面吸收的太阳总辐射和地面有效 辐射之差称为地面净辐射。用地面辐射平衡公式表示
辐射与电脑使用如何找到平衡点
辐射与电脑使用如何找到平衡点现代社会离不开电脑的使用，然而，长时间使用电脑也会带来一定的辐射问题。
如何找到辐射与电脑使用之间的平衡点，保障我们的健康呢？本文将就该问题展开讨论。
一、了解辐射与健康影响使用电脑时，我们往往会受到电磁辐射的影响。
这种辐射可以分为电离辐射和非电离辐射两种类型。
在电离辐射中，X射线、紫外线等属于较高能量的电磁波，对人体健康的影响较大；而非电离辐射主要包括电磁场辐射和无线电辐射，如电视、手机、电脑等设备所产生的辐射。
虽然存在辐射问题，但科学研究也证明了合理使用电脑并不会对人体健康带来太大影响。
但长时间接触强烈的电磁辐射可能导致一些不适症状，比如头痛、失眠、疲劳等。
因此，我们需要寻找辐射与电脑使用的平衡点。
二、减少辐射的方法1. 选择正确的设备在购买电脑时，我们可以选择辐射水平较低的设备。
当然，市场上已经有很多节能、环保的电脑产品可供选择。
了解相关的辐射数据，选择合乎健康标准的设备，能够有效减少辐射对身体的影响。
2. 保持距离与电脑保持一定的距离也是减少辐射的方法之一。
将电脑远离身体，保持一个安全的距离，可以减弱电磁辐射对我们身体的影响。
同时，还可以避免眼部疲劳和视力下降的问题。
3. 使用屏幕防护器屏幕防护器可以有效减少电脑辐射对眼部的刺激。
这种防护器能够减少反射和散射光线，使我们在使用电脑时更加舒适，并且减少眼部疲劳。
4. 定期休息长时间连续使用电脑会增加我们受到辐射的风险。
因此，要养成定期休息的习惯，每隔一段时间就放下电脑，适当休息一下，可以有效缓解疲劳和减少辐射对身体的影响。
三、合理使用电脑1. 控制使用时间长时间使用电脑容易导致视力下降和肩颈部疼痛等问题。
因此，我们需要合理控制使用电脑的时间，避免过度使用。
可以通过定时提醒、设定使用时间等方法来控制，确保在安全范围内使用电脑。
2. 优化使用环境电脑使用的环境对我们的健康影响也是不可忽视的。
在使用电脑时，保持良好的室内通风，控制室内温度。
04长波辐射与辐射平衡
设地表温度为Tg，地面的积分出射度应是
F Ag Tg 4
(5.5.1)
或以地面比辐射率eg 表示，为
F e g Tg 4
(5.5.2)
陆地表面可看作朗伯面；而平静的水面因有反
射，则不能当作朗伯面处理。
5.5.2 长波辐射在大气中传输
大气的长波辐射性质(分别与短波对比)
只考虑气层的吸收削弱
E
dL kab, [L B (T )]sec dz
0
2
/2
0
L cos sin d d
d kab, dz
dL L d /
( 0 ) / L ( , ) L ( ) e 由地面到Z处,由(5.5.8a)得 利用（5.1.5） 0
0
1
0
d
0
0
π B [T ( )] 2 1 e d d 0
d f, ( ) E (0) π B (Tg ) f, ( 0 ) π B [T ( )] d 0 d
0
π B (Tg ) f, ( 0 )
1:太阳直接辐射<<地球与大气的红外辐射；
2:大气对长波辐射的散射削弱极小,一般只考虑吸 收作用；
3:大气的吸收和放射须同时考虑。
长波辐射在大气中传输是一种漫射辐射，是在无散射但有吸收， 放射的介质中的传输
5.5.2 长波辐射在大气中传输
理解并能写出Schwarzchild 方程（5.5.3) (5.5.4) (5.5.7) 式，理解（5.5.8) 式中各项含义
1
( 0 )
第4章 地表辐射平衡
日出以前，地面上总辐射的收入不多，其中只有散射 辐射；日出以后，随着太阳高度的升高，太阳直接辐 射和散射辐射逐渐增加。但前者增加得较快，即散射 辐射在总辐射中所占的成分逐渐减小；当太阳高度升 到约等于8°时，直接辐射与散射辐射相等；当太阳高 度为50°时，散射辐射值仅相当总辐射的10%-20%， 到中午时太阳直接辐射与散射辐射强度均达到最大值； 中午以后二者又按相反的次序变化。
S日 m 1 Pm sinh D 2
太阳高度角增大时，到达近地面层的直接辐射增强，散 射辐射也就相应地增强；相反，太阳高度角减小时，散 射辐射也弱。大气透明度不好时，参与散射作用的质点 增多，散射辐射增强；反之，减弱；云也能强烈地增大 散射辐射。上图是在我国重庆观测到的晴天和阴天的散 射辐射值。由图可见，阴天的散射辐射比晴天的大得多。 同直接辐射类似，散射辐射的变化也主要决定于太阳高 度角的变化。一日内正午前后最强，一年内夏季最强。
对一天可照时间积分，积分从日出- ω 0到+ ω 0日落， 得到太阳辐射日总量：
S日
0
ds
0Байду номын сангаас
0
0
I 0T sin sin cos coscos ds 2 D
I 0T S日 2 0 sin sin cos cos sin 0 D
云的影响可以使这种变化规律受到破坏。例如，中午 云量突然增多时，总辐射的最大值可能提前或推后， 这是因为直接辐射是组成总辐射的主要部分，有云时 直接辐射的减弱比散射辐射的增强要多的缘故。在一 年中总辐射强度(指月平均值)在夏季最大，冬季最小。
总辐射值是向着 高纬方向不断减 小的，但在赤道 地区因阴天频率 大而值有所减小。 太阳总辐射的等 值线分布基本上 具有带状特征， 由于云量非均匀分布而在下列地区带状特征受到破坏： (1)南北半球的中纬度地带(加拿大西海岸、北欧、南 美西南沿海及其他地区)，这里气旋活动强烈； (2)信风逆温和冷洋流影响下的热带海洋东部地区； (3)季风环流活动区(印度半岛、亚洲东岸及印度洋西 海岸)。
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5.6 地气系统辐射平衡
地面长波辐射
E L ,0
=
g
T
4 g
+
(1g )EL,0
地面发射
地面反射
地面长波净辐射 E L , 0 * = g(Tg4 EL,0)
一般情况，E L ,0 <
E L ,0
定义地面有效辐射 E0 EL,0*
假设大气放射是各向同性的，对半球空间积分以后，可得到大气上界 的单色辐射通量密度（5.5.18）
E (0 )2 ππ2L (0 , )co ss id nd 00 π B ( T g ) 2 0 1 e 0 d 0 0 π B [ T ()2 ] 0 1 e d d
的黑体辐射量乘以其比辐射率（吸收率）。
②这一辐射在传输到大气上界时要受到它上部这 层大气的吸收衰减。
③大气层顶部的出射辐射是地面和各层大气辐射 之和。
④地球大气顶部总的长波出射辐射（OLR）为各 波长出射辐射之和。
5.6 地气系统辐射平衡
掌握净辐射、辐射差额概念 系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值
若 求 地 气 系 统 从 大 气 顶 部 向 外 射 出 的 长 波 辐 射 （ O L R ） ， 则 需 对 所 有 波 长 积 分 ，
E L ,0 E (0 )d
(5 .5 .2 2 )
5.5.3 大气顶射出的长波辐射
在推导前面的公式时请特别注意其物理意义: ①各高度上发射的长波辐射量为该点温度所对应
0.95 0.91 0.82
0.95
吸 收 率
0.956 0.966
0.96
~0.97 ~0.95 ~0.93
~0.98
0.993 0.97
0.995
理解（5.5.1)(5.5.2)式
5.5.3 大气顶射出的长波辐射
掌握OLR(Outgoing Longwave Radiation )概念， 理解（5.5.21) 式各项意义，结合（5.5.8) 式。A s Ta 4 S0 4
A s A L (1 R A s ) AL 2 AL
取AL = 0.8，As=0.2 ，R=0.3 代入（5.6.4）后，有 Tg = 278.6 K，Ta = 247.7 K。
可见，大气层的存在使地面平衡温度高于全球的 有效温度，而大气层的平均温度却低于全球的 有效温度。
辐射差额=辐射收入-辐射支出
5.6 地气系统辐射平衡
推导地–气系统平衡时的有效温度（5.6.2）， 说明其与地球表面平均温度相差33度的原因
接受太阳辐射： s0r2(1 R)
地气系统发射： 4 r2Te4
在地–气系统达到辐射平衡时，有
S 0 πr2(1 R ) 4 πr2T e4
有效温度
Te
4 S0 1R
假定地面为黑体，温度为Tg，则有边条件： = 0处，L ( 0)=B(Tg)。 根据长波辐射传输方程的通解(5.5.8),大气顶 0处向外单色幅亮度为
L ( 0 ,) e B 0 (T g )B e ( T 0g ) 0 0 0 0 B B [T [ T (()) e ]e ] ( d 0 )d
5.6 地气系统辐射平衡
理解图5.25（p113）
内陆和海洋比较 （1）：洋面反射小---有效辐射小--辐射差额大 （2）：内陆温度变化大-----有效辐射变化大
5.6 地气系统辐射平衡
大气变温率的计算
对于光学薄层
E*zzEzzEzz E*zEzEz
薄层辐射差额（净辐射）
E * E * z z E * z
4
Te 255k
5.6 地气系统辐射平衡
掌握大气保温效应、温室效应的概念，理解图 5.24和（5.6.3）式
大气层让短波辐射通过，但对长波有吸收，使地面保持较高温度。 温室效应的辐射平衡模式（p109）
S0 4
1RTa4
AL
Tg4
1AL
S0 4
1RAsTa4
AL
Tg4
Tg4
S0 4
2 1 R 2 AL
由 以 上 讨 论 得 地 面 的 净 辐 射 通 量 （ 包 括 短 波 和 长 波 ） 为
E0*ES0,1Rgg(Tg4EL0 , )
或
E0*ES0 , 1RgE0
(5.6.20) (5.6.21)
地球表面的辐射差额（净辐射）就是地面所吸收的太阳短波辐射和地面放 出的有效辐射（长波）之差。在白天无云条件下，E0*是正值，地面升温； 而在夜间，因无太阳辐射，E0*是负值，则地面降温。
变温率
T t 1 cp E z*cgp E p*d E p*
5.6 地气系统辐射平衡
大气变温率的计算
5.6 地气系统辐射平衡
思考理解并解释图5.31(p119)
习题
P121：13、15
Earth’s radiation budget
Average Solar Radiation on a Sphere
5.6 地气系统辐射平衡
理解以下概念：地面短波（长波）净辐射通量
密度（5.6.12）（5.6.18）、大气逆辐射、地
面有效辐射（5.6.19）
(5.6.12)
E0*ES,0*EL,0*
E* S,0
E S,0
E S,0
E* L,0
E L,0
E L,0
ES,0*1Rg
E S,0
大气逆辐射 = 入射到地面的长波辐射 由两部分组成 1：大气本身的热辐射
04长波辐射与辐射平衡
5.5.1 地面的长波辐射特性
接合前面内容掌握吸收率、比辐射率概念
比较地面长波、短波吸收率的不同特点
地面对于长波辐射的吸收率接近常数，可作为 灰体，但对短波辐射的吸收率较低，且随波长 变化大。
表5.12 地 面 长 波 辐 射 吸 收 率 （ 或 比 辐 射 率 ） 表 面 种 类 土 壤 沙 土 岩 石 沥 青 路土 路 植 被 海 水 纯 水 陈 雪 雪
E ( 0 ) π B ( T g )f( , 0 ) 0 0 π B [ T ()d ]d f( , )d 1
π B ( T g )f( , 0 ) ( 0 )π B [ T ()d ]f( , )
其中第一项为来自地表的辐射， 第二项为各层大气的辐射和吸收。
( 5 .5 .2 1 )