太陽輻射能大小與波長有關(guān)。短波包括紫外光與可見光,僅可見光一項(xiàng)占太陽輻射總能的50%。長波——紅外光占43%。而且溫高物體輻射時(shí)最強(qiáng)部分波長愈短;溫低物體輻射時(shí)最強(qiáng)部分波長愈長,因此得出“太陽輻射為短波輻射,地面輻射相對太陽而言為長波輻射”的結(jié)論。 那么,太陽輻射發(fā)生時(shí),大氣對其吸收的狀況如何?答案是具有很強(qiáng)的選擇性(平流層的臭氧只吸收紫外線;對流層中的二氧化碳、水汽只吸收紅外線)。那么還有50%的太陽輻射能到哪兒去了?原來,由于大氣層中物質(zhì)對其吸收得極少,使之順利穿過大氣層到達(dá)地面,被地面吸收了。最接近地面的是大氣層中的對流層;而對流層中主要成分是二氧化碳、水汽;而二:氧化碳和水汽的功能之一是能大量吸收長波輻射(紅外線即是)。而不擅長吸收短波輻射。因此,太陽并不能直接使大氣迅速增溫。 地面吸收了太陽輻射之后,具有將其轉(zhuǎn)化為長波輻射的能力,所以地面放出的輻射為長波輻射。由于二氧化碳和水汽具有吸收長波輻射的能力,故而能將地面放射出的熱能大量吸收去。當(dāng)然,這只是理想的模式。完全沒有考慮反射、散射、逆輻射等等因素。因此我們得出結(jié)論說,大氣對太沒有考慮反射、散射、逆輻射等等因素。 因此我們得出結(jié)論說,大氣對太陽輻射幾乎是透明的,地面才是大氣的主要的直接熱源。而太陽供給地面熱能最大值雖在正午12時(shí),但地面將其轉(zhuǎn)為長波輻射再轉(zhuǎn)送給大氣需要一個(gè)過程,大約歷時(shí)2小時(shí)左右,因此,一天中氣溫最大值不是正午,而是午后2時(shí)左右了。據(jù)此類推,一年中大陸最熱月不在6月,推遲1-2月;海洋因熱容量比陸地大,還要推遲一段時(shí)間。 |
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