清华大学建筑环境学第2章建筑外环境
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第二章
建筑外环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
为什么要考虑建筑外环境? 为什么要考虑建筑外环境?
建筑物所在地的气候条件， 建筑物所在地的气候条件 ， 会通 过围护结构，直接影响室内的环境， 过围护结构，直接影响室内的环境， 为得到良好的室内气候条件以满足 人们生活和生产的需要， 人们生活和生产的需要，必须了解 当地各主要气候要素的变化规律及 其特征。 其特征。 一个地区的气候是在许多因素综 合作用下形成的。 合作用下形成的。对建筑密切有关 的气候要素有：太阳辐射、气温、 的气候要素有：太阳辐射、气温、 湿度、风、降水等等。 湿度、 降水等等。
23
大气压力变化
平均气压随纬度分布
气压日变化（2‰） 气压日变化（
24
风
风的成因Biblioteka Baidu
大气环流： 大气环流：造成全球各地差异
赤道和两极温差造成
地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期 地方风：造成局部差异，
地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、 地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、 庭院风、巷道风等 庭院风、
QR＝Qg－Qsky ＝σ (ε Tg4 －Tsky4 )
波尔兹曼常数 地表温度 有效天空温度 有效天空温度
39
有效天空温度
日照百分率
Tsky = [0.9Td − (0.32 − 0.026
4
地表温度
ed )(0.30 + 0.70S )T0
4 1/ 4
]
水蒸汽分压力
空气温度
参考文献：刘森元， 黄远峰：天空有效温度的探讨，《太阳能 参考文献 ：刘森元，黄远峰：天空有效温度的探讨， 学报》 Vol. No. pp.63-68, 学报》，Vol.4, No.1, pp.63-68, 1983
日较差：一日内气温的最高值 日较差： 和最低值之差。 和最低值之差。 年较差： 年较差：一年内最冷月和最热 月的月平均气温差。 月的月平均气温差。 年平均温度：向高纬度地区每 年平均温度： 降低1℃ 1℃。 移动 200~300 km 降低1℃。
年较差与纬度的关系
太阳辐射和日气温变化
33
空气温度的日变化
时区当地 标准时
当地的钟表时间T 当地的钟表时间T0就是 伦敦时间 的当地平均太阳时。 忽略了时差e 的当地平均太阳时。 问题：西安的真太阳时和北京时间差多少? 问题：西安的真太阳时和北京时间差多少?
5
第一节 地球绕日运动的规律
太阳的位置与日 照的关系
赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面 之间的夹角
北回归线
空气温度的局部效应
霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地 霜洞效应： 面上的空气温度
38
有效天空温度
大气层吸收10 大气层吸收10％以上的太阳辐射和来自地面 10％ 的反射辐射，并向地面进行长波辐射（ 的反射辐射，并向地面进行长波辐射（5～ 13µ 以上） 8µm及13µm以上） 地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换 地表有效辐射： 热 QR 地表的黑度
季风：造成季节差异，以年为周期 季风：造成季节差异，
海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏 海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋， 季海洋吹向大陆
25
大气环流
赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热，极地 赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热， 正相反。地表温度不同是大气环流的动因， 正相反。地表温度不同是大气环流的动因， 风的流动促进了地球各地能量的平衡。 风的流动促进了地球各地能量的平衡。
β＝30°
地球表面处法向太阳 直射辐射照度： 直射辐射照度：
IN = I0 P m m = L’/L = 1/sinβ
16
太阳日总辐射照度与朝向
地点：北纬40° 地点：北纬40 40°
17
关于太阳高度角
太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相 从而影响日射强度。 关，从而影响日射强度。太阳高度角低则日 射强度小 冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高 冬季太阳高度角低， 清晨和傍晚太阳高度角低， 清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度 角高 高纬度地区太阳高度角低， 高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太 阳高度角高
长波
被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
剩下的
可见光＋近红外线 可见光＋
11
落到地球上的太阳辐射能量
由三部分组成
直射辐射：为可见光和近红外线 直射辐射： 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射， 可见光和近红外线 大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO2）吸收后 大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO 再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小， 再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小， 可以忽略。 可以忽略。
赤纬d 赤纬d
南回归线
0° °
+23°27′ ° ′ -23°27′ ° ′
0° °
6
南北回归线
北极圈 66°33′ ° ′
北回归线 23°27′ ° ′
7
赤纬和太阳高度角有什么区别？ 赤纬和太阳高度角有什么区别？ 时角和太阳方位角有什么区别？ 时角和太阳方位角有什么区别？
sinβ = cosϕ cos h cosδ + sinϕ sinδ sin A = cosδ sin h /cos β /cos
met
气象站0.14 气象站 边界层厚度 市中心0.33 市中心
δ
27
蒲福风力等级表
自由海面状况 风 力 浪高 等 级 一般(m) 最高(m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 － 0.1 0.2 0.6 1.0 2.0 3.0 4.0 5.5 7.0 9.0 11.5 14.0 － 0.1 0.3 1.0 1.5 2.5 4.0 5.5 7.5 10.0 12.5 16.0 － 陆地地面征象 距地 10 米 高处的相 当风速 米/秒 静，烟直上 烟能表示方向，但方向标不能转动 人面感觉有风，树叶微响，方向标能转动 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 大树枝摇动，举伞困难 全树摇动，迎风步行感觉不便 树枝折毁，人向前行，感觉阻力甚大 建筑物有小损，烟囱顶部及平屋摇动 可使树木拔起或使建筑物损坏较重。陆上少见。 陆上很少见，有则必有广泛破坏 陆上绝少见，摧毁力极大 0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9 28
风玫瑰图
某地的风向频率分布
实线为全年，虚线为7 实线为全年，虚线为7月份
某地一年的风速频率分布
29
北 京 地 区 的 风 玫 瑰 图
30
海陆风和山谷风
31
空气温度
主要指距地面1.5m 主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 1.5m高 背阴处的空气温度。 空气与地表面以导热、 空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式 与地表面以导热 进行热交换而被加热或冷却以对流为主。 进行热交换而被加热或冷却以对流为主。 以对流为主 对短波辐射几乎是透明体。 对短波辐射几乎是透明体。 空气温度是如何产生变化的？ 空气温度是如何产生变化的？
长波红外线 2.2% 可见光 45.6% 近红外线 45.2% 紫外线 7.0%
10
大气层对太阳辐射的吸收
超短波
X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2 射线和其它一些超短波射线在通过电离层时， 及其它大气成分强烈吸收
短波
受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色 紫外线被大气中的臭氧所吸收
δ ϕ
太阳高度角
太阳方位角
8
第 二 节 太 阳 辐 射
紫外线 可见光 近红外线 长波 红外线
9
太阳总辐射能量比例
太阳常数1353W/m 太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变， 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变， 辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。 辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。
东京晴天的大 气透明度逐月值
20
我国的大气透明度分区
2 4 3
3 5 6 4
21
第三节 室外气候
自然的微气候
大气压力 风 空气温度 有效天空温度 地层温度 空气湿度 降水
22
大气压力
大气压力随海拔高 度而变 在同一位置，冬季 在同一位置， 大气压力比夏季大 气压力高， 气压力高，变化范 围5％以内 海平面大气压力称 作标准大气压， 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
净增益
辐射增益区
净损失 过渡区
损失区 占地面积36％ 占地面积 ％
盈余区域 短缺区域
随纬度基本 不变 占地面积40％ 占地面积 ％ 占地面 积36％ ％
26
风的测量
测量开阔地面 10m 高处的风向和风速作为当地的观测 数据V 数据Vmet 风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分 m/s， 风速有梯度， 布，如高度h处： δ met a h a Vh = Vmet ( ) ( ) hmet δ
18
太阳高 度角冬 夏不同
19
大气透明度
大气层消光系数
定义：I1/I0 = P = exp (-kL)，P＝1 最透明 (-kL)， 定义： 变化范围：0.65~0.75， 变化范围：0.65~0.75，在一个月份的晴天中可近 似认为是常数 我国将大气透明度作了6个等级的分区， 我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明
时间(小时)
35
逆温层
原因
地面有冷源 1. 夜间长波辐射 2. 附近有较低温 的海风吹来
正常的温度梯度：地表热，高空冷 正常的温度梯度：地表热，
36
空气温度的局部效应
受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响， 受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响，离 建筑物越远， 建筑物越远，温度越低
37
武汉九月初一天的气象数据 武汉九月初一天的气象数据 一天中最高气温一般出现在下午2~3 2~3时 一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温 一般出现在凌晨4~5 4~5时 一般出现在凌晨4~5时
32 30 28 温度 (℃ ) ℃ 26 24 22 20 18 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间 (小时 ) 小时
40
地层温度
表面温度的变化取决于太阳 辐射和对天空的长波辐射， 辐射和对天空的长波辐射， 可看作是周期性的温度波动 地层表面的月平均温度波动 幅度基本等于室外月平均气 温波动的幅度： 温波动的幅度：北京全年最 大月平均温差30.8 ℃， 大月平均温差30.8 ℃，北京 地层表面温度全年的波幅为 15.4℃ 温度波在向地层深处传递时， 温度波在向地层深处传递时， 有衰减和延迟；1.5m后日变 有衰减和延迟；1.5m后日变 化被滤掉；一定深度后便成 化被滤掉； 为恒温层， 为恒温层，温度比全年气温 平均温度高1 2℃。 平均温度高1～2℃。
34
空气温度的年变化
武汉某年的气象数据 武汉某年的气象数据 一年中最热月一般在7 月份，最冷月一般在1 一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、 月份。 2月份。
40 30 温度 (℃ ) 20 10 0 -10
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
12
太 阳 辐 射 能 的 去 向
13
50％到达地面 ％
14
太阳辐射能与太阳高度角
I0
15
大气层质量 m
为什么太阳 高度角接近0º 高度角接近0º 和90º时垂直面 90º 的日射量都小？ 的日射量都小？
大气层质量＝ 大气层质量＝1 大 大气层质量＝ 大气层质量＝2 大
2
本章内容要点
宏观气候 宏观气候太阳辐射作用与地球气候特点
地球绕日运动规律 太阳辐射 室外气候
大气压力、 大气压力、风、气温、天空温度、地温、湿度、降水 气温、天空温度、地温、湿度、
微观气候 微观气候人类营造活动形成的局部微气候
城市风场、城市热岛、 城市风场、城市热岛、建筑日照
我国气候分区特点
白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 与空气温度升高 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 降低与空气温度降低 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？ 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？
32
空气温度
3
第一节 地球绕日运动的规律
经度和纬度
180° °
伦敦格林威治天文台
90° °
北纬 西经 0° ° 东经 0° ° 南纬
经线或子午线
纬线
4
第一节 地球绕日运动的规律
某地的真太阳时T 某地的真太阳时T
经度 太阳与地球距离 变化造成的偏差 90°W ° 90°E ° 北京时间
L − Lm e T = Tm + + 15 60
建筑外环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
为什么要考虑建筑外环境? 为什么要考虑建筑外环境?
建筑物所在地的气候条件， 建筑物所在地的气候条件 ， 会通 过围护结构，直接影响室内的环境， 过围护结构，直接影响室内的环境， 为得到良好的室内气候条件以满足 人们生活和生产的需要， 人们生活和生产的需要，必须了解 当地各主要气候要素的变化规律及 其特征。 其特征。 一个地区的气候是在许多因素综 合作用下形成的。 合作用下形成的。对建筑密切有关 的气候要素有：太阳辐射、气温、 的气候要素有：太阳辐射、气温、 湿度、风、降水等等。 湿度、 降水等等。
23
大气压力变化
平均气压随纬度分布
气压日变化（2‰） 气压日变化（
24
风
风的成因Biblioteka Baidu
大气环流： 大气环流：造成全球各地差异
赤道和两极温差造成
地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期 地方风：造成局部差异，
地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、 地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、 庭院风、巷道风等 庭院风、
QR＝Qg－Qsky ＝σ (ε Tg4 －Tsky4 )
波尔兹曼常数 地表温度 有效天空温度 有效天空温度
39
有效天空温度
日照百分率
Tsky = [0.9Td − (0.32 − 0.026
4
地表温度
ed )(0.30 + 0.70S )T0
4 1/ 4
]
水蒸汽分压力
空气温度
参考文献：刘森元， 黄远峰：天空有效温度的探讨，《太阳能 参考文献 ：刘森元，黄远峰：天空有效温度的探讨， 学报》 Vol. No. pp.63-68, 学报》，Vol.4, No.1, pp.63-68, 1983
日较差：一日内气温的最高值 日较差： 和最低值之差。 和最低值之差。 年较差： 年较差：一年内最冷月和最热 月的月平均气温差。 月的月平均气温差。 年平均温度：向高纬度地区每 年平均温度： 降低1℃ 1℃。 移动 200~300 km 降低1℃。
年较差与纬度的关系
太阳辐射和日气温变化
33
空气温度的日变化
时区当地 标准时
当地的钟表时间T 当地的钟表时间T0就是 伦敦时间 的当地平均太阳时。 忽略了时差e 的当地平均太阳时。 问题：西安的真太阳时和北京时间差多少? 问题：西安的真太阳时和北京时间差多少?
5
第一节 地球绕日运动的规律
太阳的位置与日 照的关系
赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面 之间的夹角
北回归线
空气温度的局部效应
霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地 霜洞效应： 面上的空气温度
38
有效天空温度
大气层吸收10 大气层吸收10％以上的太阳辐射和来自地面 10％ 的反射辐射，并向地面进行长波辐射（ 的反射辐射，并向地面进行长波辐射（5～ 13µ 以上） 8µm及13µm以上） 地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换 地表有效辐射： 热 QR 地表的黑度
季风：造成季节差异，以年为周期 季风：造成季节差异，
海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏 海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋， 季海洋吹向大陆
25
大气环流
赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热，极地 赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热， 正相反。地表温度不同是大气环流的动因， 正相反。地表温度不同是大气环流的动因， 风的流动促进了地球各地能量的平衡。 风的流动促进了地球各地能量的平衡。
β＝30°
地球表面处法向太阳 直射辐射照度： 直射辐射照度：
IN = I0 P m m = L’/L = 1/sinβ
16
太阳日总辐射照度与朝向
地点：北纬40° 地点：北纬40 40°
17
关于太阳高度角
太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相 从而影响日射强度。 关，从而影响日射强度。太阳高度角低则日 射强度小 冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高 冬季太阳高度角低， 清晨和傍晚太阳高度角低， 清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度 角高 高纬度地区太阳高度角低， 高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太 阳高度角高
长波
被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
剩下的
可见光＋近红外线 可见光＋
11
落到地球上的太阳辐射能量
由三部分组成
直射辐射：为可见光和近红外线 直射辐射： 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射， 可见光和近红外线 大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO2）吸收后 大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO 再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小， 再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小， 可以忽略。 可以忽略。
赤纬d 赤纬d
南回归线
0° °
+23°27′ ° ′ -23°27′ ° ′
0° °
6
南北回归线
北极圈 66°33′ ° ′
北回归线 23°27′ ° ′
7
赤纬和太阳高度角有什么区别？ 赤纬和太阳高度角有什么区别？ 时角和太阳方位角有什么区别？ 时角和太阳方位角有什么区别？
sinβ = cosϕ cos h cosδ + sinϕ sinδ sin A = cosδ sin h /cos β /cos
met
气象站0.14 气象站 边界层厚度 市中心0.33 市中心
δ
27
蒲福风力等级表
自由海面状况 风 力 浪高 等 级 一般(m) 最高(m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 － 0.1 0.2 0.6 1.0 2.0 3.0 4.0 5.5 7.0 9.0 11.5 14.0 － 0.1 0.3 1.0 1.5 2.5 4.0 5.5 7.5 10.0 12.5 16.0 － 陆地地面征象 距地 10 米 高处的相 当风速 米/秒 静，烟直上 烟能表示方向，但方向标不能转动 人面感觉有风，树叶微响，方向标能转动 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动 有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波 大树枝摇动，举伞困难 全树摇动，迎风步行感觉不便 树枝折毁，人向前行，感觉阻力甚大 建筑物有小损，烟囱顶部及平屋摇动 可使树木拔起或使建筑物损坏较重。陆上少见。 陆上很少见，有则必有广泛破坏 陆上绝少见，摧毁力极大 0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9 28
风玫瑰图
某地的风向频率分布
实线为全年，虚线为7 实线为全年，虚线为7月份
某地一年的风速频率分布
29
北 京 地 区 的 风 玫 瑰 图
30
海陆风和山谷风
31
空气温度
主要指距地面1.5m 主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 1.5m高 背阴处的空气温度。 空气与地表面以导热、 空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式 与地表面以导热 进行热交换而被加热或冷却以对流为主。 进行热交换而被加热或冷却以对流为主。 以对流为主 对短波辐射几乎是透明体。 对短波辐射几乎是透明体。 空气温度是如何产生变化的？ 空气温度是如何产生变化的？
长波红外线 2.2% 可见光 45.6% 近红外线 45.2% 紫外线 7.0%
10
大气层对太阳辐射的吸收
超短波
X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2 射线和其它一些超短波射线在通过电离层时， 及其它大气成分强烈吸收
短波
受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色 紫外线被大气中的臭氧所吸收
δ ϕ
太阳高度角
太阳方位角
8
第 二 节 太 阳 辐 射
紫外线 可见光 近红外线 长波 红外线
9
太阳总辐射能量比例
太阳常数1353W/m 太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变， 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变， 辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。 辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。
东京晴天的大 气透明度逐月值
20
我国的大气透明度分区
2 4 3
3 5 6 4
21
第三节 室外气候
自然的微气候
大气压力 风 空气温度 有效天空温度 地层温度 空气湿度 降水
22
大气压力
大气压力随海拔高 度而变 在同一位置，冬季 在同一位置， 大气压力比夏季大 气压力高， 气压力高，变化范 围5％以内 海平面大气压力称 作标准大气压， 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
净增益
辐射增益区
净损失 过渡区
损失区 占地面积36％ 占地面积 ％
盈余区域 短缺区域
随纬度基本 不变 占地面积40％ 占地面积 ％ 占地面 积36％ ％
26
风的测量
测量开阔地面 10m 高处的风向和风速作为当地的观测 数据V 数据Vmet 风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分 m/s， 风速有梯度， 布，如高度h处： δ met a h a Vh = Vmet ( ) ( ) hmet δ
18
太阳高 度角冬 夏不同
19
大气透明度
大气层消光系数
定义：I1/I0 = P = exp (-kL)，P＝1 最透明 (-kL)， 定义： 变化范围：0.65~0.75， 变化范围：0.65~0.75，在一个月份的晴天中可近 似认为是常数 我国将大气透明度作了6个等级的分区， 我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明
时间(小时)
35
逆温层
原因
地面有冷源 1. 夜间长波辐射 2. 附近有较低温 的海风吹来
正常的温度梯度：地表热，高空冷 正常的温度梯度：地表热，
36
空气温度的局部效应
受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响， 受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影响，离 建筑物越远， 建筑物越远，温度越低
37
武汉九月初一天的气象数据 武汉九月初一天的气象数据 一天中最高气温一般出现在下午2~3 2~3时 一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温 一般出现在凌晨4~5 4~5时 一般出现在凌晨4~5时
32 30 28 温度 (℃ ) ℃ 26 24 22 20 18 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间 (小时 ) 小时
40
地层温度
表面温度的变化取决于太阳 辐射和对天空的长波辐射， 辐射和对天空的长波辐射， 可看作是周期性的温度波动 地层表面的月平均温度波动 幅度基本等于室外月平均气 温波动的幅度： 温波动的幅度：北京全年最 大月平均温差30.8 ℃， 大月平均温差30.8 ℃，北京 地层表面温度全年的波幅为 15.4℃ 温度波在向地层深处传递时， 温度波在向地层深处传递时， 有衰减和延迟；1.5m后日变 有衰减和延迟；1.5m后日变 化被滤掉；一定深度后便成 化被滤掉； 为恒温层， 为恒温层，温度比全年气温 平均温度高1 2℃。 平均温度高1～2℃。
34
空气温度的年变化
武汉某年的气象数据 武汉某年的气象数据 一年中最热月一般在7 月份，最冷月一般在1 一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、 月份。 2月份。
40 30 温度 (℃ ) 20 10 0 -10
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
12
太 阳 辐 射 能 的 去 向
13
50％到达地面 ％
14
太阳辐射能与太阳高度角
I0
15
大气层质量 m
为什么太阳 高度角接近0º 高度角接近0º 和90º时垂直面 90º 的日射量都小？ 的日射量都小？
大气层质量＝ 大气层质量＝1 大 大气层质量＝ 大气层质量＝2 大
2
本章内容要点
宏观气候 宏观气候太阳辐射作用与地球气候特点
地球绕日运动规律 太阳辐射 室外气候
大气压力、 大气压力、风、气温、天空温度、地温、湿度、降水 气温、天空温度、地温、湿度、
微观气候 微观气候人类营造活动形成的局部微气候
城市风场、城市热岛、 城市风场、城市热岛、建筑日照
我国气候分区特点
白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 与空气温度升高 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 降低与空气温度降低 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？ 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？
32
空气温度
3
第一节 地球绕日运动的规律
经度和纬度
180° °
伦敦格林威治天文台
90° °
北纬 西经 0° ° 东经 0° ° 南纬
经线或子午线
纬线
4
第一节 地球绕日运动的规律
某地的真太阳时T 某地的真太阳时T
经度 太阳与地球距离 变化造成的偏差 90°W ° 90°E ° 北京时间
L − Lm e T = Tm + + 15 60