太陽的熱輻射是地表和大氣的最主要熱源；地表是大氣的二次熱源，地表熱力狀況在空間和時間上的變化，直接引起大氣物理狀態的變化。
基本介紹
- 中文名：大氣熱源
- 外文名：atmospheric heat source
- 來源：太陽、地表
- 種類：太陽輻射、有效輻射
- 主要：太陽輻射
- 影響因素：地面溫度、濕度、風速等
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簡介
太陽的熱輻射是地表和大氣的最主要熱源。據近年來宇航觀測資料，大氣層的上界面每cm2面積上每分鐘接受的太陽輻射能量約8.16J。由於大氣的主要成分氮和氧幾乎不吸收太陽輻射能，水汽和二氧化碳則主要吸收波長較長的紅外光線，而太陽輻射主要是短波輻射，故大氣所直接吸收的太陽輻射能僅占15%，其餘部分約有42%通過反射和散射返回宇宙空間，43%達到地球表面。地表接受輻射增熱後，自身再向大氣和宇宙空間輻射能量。此類輻射主要是長波輻射，故大部為大氣吸收而增溫。此外，空氣與地面直接接觸，由於熱傳導、對流而升溫，更是大氣增溫的主要原因。因此，地表是大氣的二次熱源，地表熱力狀況在空間和時間上的變化，直接引起大氣物理狀態的變化。
種類
太陽輻射
太陽輻射的波長範圍很廣，在電磁波譜中，從波長0.15um至4um之間集中了大部分太陽輻射量，其中波長小於0.4um的為紫外線波段，波長在0.4-0.76um之間的為可見光波段，波長大於0.76um、小於4um的為紅外線波段，太陽輻射總能量的一半在可見光波段，43%在紅外波段，紫外波段的能量只占總能量的7%。
太陽輻射是地球表面和地球大氣唯一重要的能量來源。在大氣上界垂直於陽光的單位面積上、單位時間內所獲得的太陽輻射能為太陽常數,
這些太陽輻射通過大氣時，一部分被大氣吸收(主要依靠臭氧)，一部分被雲層反射掉，還有一部分被大氣散射。如果把從大氣上界進入大氣層的太陽輻射作為100個單位，以全球平均狀況而言，約有41隻因反射和散射返回宇宙空間，14%被大氣吸收，45%到達地球表面。在碧空區，被地表吸收的太陽輻射能占到達地面輻射能的70%左右。可見，大氣直接吸收的太陽輻射能很少，而地球表面卻可大量接受太陽輻射能。所以，一般認為，大氣對太陽輻射而言是透明物質。
到達地面的太陽輻射有兩部分，一是以平行光線的形式直接投射到地面上的直接輻射；另一部分是以散射形式到達地面的散射輻射，兩者之和你為總輻射。
有效輻射
在自然條件下，地面輻射和大氣輻射總是存在的，不斷進行的，這些輻射主要集中在電磁波譜中3-120um的紅外波段和微波波段的範圍內。
地面一面接受太陽的短波輻射，提高自身溫度，一面向大氣放射長波輻射，失去熱量而降溫;緊靠地面的對流層大氣依靠二氧化碳、水汽和水滴等成分吸收大量的地面輻射，因為這些成分財長旋輻射有強烈的吸收作用。與此同時，大氣又向外放出長波輻射。
地面輻射的方向向上，大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的，大氣輻射向下的那一部分稱為大氣逆輻射。地面輻射(Ea)與大氣逆輻射(EA)之差稱為地面有效輻射(E)。
即 E=Ea-EA (2. 3)
決定有效輻射的因素有地面溫度、氣溫、空氣濕度、大氣透明度、雲量、海拔高度等。
綜上所述，太陽輻射是地球表面和地球大氣的主要能源，但大氣本身尤其是對流層大氣對太陽輻射的直接吸收很少，它可以使太陽幅射透過大氣到達地面。而地球表面卻可以吸收大量的太陽輻射，然後通過地面長波輻射將熱量傳給大氣，對流層大氣主要依靠吸收地面的長波輻射來増熱。從這個意義上說，地面輻射是對流層大氣的直接熱源。鑒於這種情況，通常把地球表面稱為空氣的下墊面。
