大氣逆輻射

概念

大氣憑藉自身的溫度向外輻射能量,為大氣輻射。大氣輻射中一小部分向上,散失於宇宙空間；其餘大部分向下，歸還給地面（特別是大氣中雲層較厚或水汽含量較多時），這部分反射即大氣逆輻射。

（1）溫室效應

由於大氣逆輻射的存在, 使地面實際損失的熱量比它以長波輻射放出的熱量要少一些。月球則因為沒有像地球這樣的大氣，表面溫度變化劇烈。

（2）白天雲天氣溫比晴天低；夜裡雲天氣溫比晴天高。

白天多雲，雲層對太陽輻射的反射作用增強，到達地面的太陽輻射少，所以地面溫度比晴天低；夜間多雲，由於雲層吸收地面長波輻射並使大氣逆輻射作用增強，補償了地面輻射散失的熱量，所以地面溫度比晴天高。（見圖1）

圖1 晴天白天和夜晚大氣逆輻射示意圖

（2）在晚秋和寒冬，霜凍多出現在晴天的夜晚。

晴朗的夜晚，天空沒有雲，大氣逆輻射弱，地面輻射的熱量散失大，這樣的夜晚地面氣溫很低，容易出現霜凍。寒冬里人造煙幕能起到防霜凍作用，人造煙幕中含有大量的二氧化碳、水汽、塵埃，能強烈地吸收地面輻射，從而增強大氣逆輻射，減少夜晚地面輻射損失的熱量，對地面起到保溫的作用，所以可以預防霜凍。

大氣逆輻射強弱主要取決於大氣層的溫度和濕度的垂直分布，除此之外與雲的狀況密切相關，但沒有顯著的日變化。

雲量多，空氣濕度大，大氣逆輻射強。簡單理解就是地面射出的光很容易被雲反射回來。

空氣潔淨，雲量少，被大氣反射的太陽直接輻射少，大多射到地面，地面輻射加強，大氣輻射也跟著加強，大氣逆輻射也隨之加強。

大氣逆輻射由兩部分組成：

（1）來自大氣本身的熱輻射。主要是地面以上1~2 km內的水汽和二氧化碳的輻射；

（2）來自雲的熱輻射。是雲體發射出並經過大氣窗口到達地面的長波輻射。

長波輻射表由感應件（黑體感應面和熱電堆）、玻璃罩和附屬檔案等組成。玻璃罩內鍍上矽單晶，保證3微米以下的短波輻射不能到達感應面。