為什麼地面輻射差額,中低緯度為正,高緯度為負

2021-05-18 21:06:48 字數 5450 閱讀 6541

1樓:紫月幽靈鬼

一個物體或系統的輻射能量的收入和支出之間的差值,又稱淨輻射或輻射平衡.其正值表示系統(或物體)的輻射能量有盈餘,負值表示輻射能量有虧欠.在氣候學中,通常分別研究地球表面、大氣和地-氣系統的輻射差額,它們是氣候形成的重要因子.

地球表面的輻射差額qd是地面所吸收的太陽短波輻射與它放出的長波有效輻射qe之差.即:qd=(qi+qs)(1-α)-qe\x0d式中qi和qs分別為到達地面的直接輻射和散射輻射,α為地面的反射率.

地面的有效輻射等於地面放出的長波輻射與大氣向地面的長波輻射(大氣逆輻射)兩者之差.地-氣系統的輻射差額q媁 是指以地面為下底,以大氣頂為上底的整個鉛直氣柱內接收到的短波太陽輻射與大氣上界向太空放出的長波輻射之差.即:

q媁=q0(1-αs)-qf\x0d式中q0為到達大氣上界的太陽輻射量,αs為地-氣系統的反射率,qf為通過大氣上界向太空放出的長波輻射,又稱逸散輻射.將地-氣系統的輻射差額減去地面的輻射差額,就得到大氣的輻射差額.地-氣系統的輻射差額,隨季節、緯度、地面狀況、雲量和大氣成分等因素而變化.

平均而言,在地球的兩極和高緯度地區的輻射差額為負值,而赤道和熱帶地區為正值.這樣的分佈,決定了地球溫度場和大氣環流最基本的特徵.但是觀測資料表明,就整體來說,地-氣系統的熱狀況隨時間並沒有明顯的變化(在所討論的時間範圍之內),整個系統輻射能的收入和支出,是處於一種準平衡狀態的.

所以對整個地-氣系統而言,輻射差額等於零.輻射差額可以用淨輻射儀直接測量(見地面氣象觀測儀器),或間接根據大氣和地面觀測資料,用經驗公式計算.蘇聯м.

и.佈德科於2023年首先給出了全球輻射差額的分佈.20世紀60年代,其他學者又由氣象衛星觀測的大氣上界的輻射通量資料,計算得到地-氣系統的輻射差額(見圖).

它不但直接提供了海洋、沙漠等廣大地區的資料,而且計算值和主要分佈特徵同地面觀測資料基本一致.通過分析氣象衛星連續觀測的輻射資料,可以瞭解地球總的能量收支的變化,這對氣候變化的研究有重要意義,這是氣候監測的重要專案之一.

為什麼地面輻射差額中,低緯為正值,而高緯為負值

2樓:匿名使用者

低緯度地區【精】吸收的太陽輻射量大,而高緯度地區【銳】吸收到的太陽輻射量小。

為什麼地球大氣中的輻射過程可以認為是輻射平衡的

3樓:g證

地球輻射能量收支相等時的狀況。輻射能量收入和支出的

差值稱為輻射差額。當收入大於支出時,差額為正,即有淨輻射;當收入小於支出時,差額為負。在氣候學中,輻射差額指地球表面、大氣或地- 氣系統輻射能量收入與支出的差額。

它是氣候形成的重要因子之一。

地-氣系統的輻射差額減去地球表面的輻射差額即為大氣圈的輻射差額。

由於在任何緯度上,地球表面的輻射差額均大於地氣系統的輻射差額,所以在任何緯度上的大氣輻射差額。

都是負值,而且不同緯度上輻射差額的變化是比較小的。就全球範圍而言,長年平均狀況的輻射是近似平衡的,大氣系統的輻射差額為負,地面輻射差額為正,地面通過潛熱和感熱通量向大氣輸送熱量,以達到大氣系統的熱量平衡。

地-氣系統的輻射差額隨緯度增加而減少,逐漸由正值變成負值,正負值轉換的緯度又因季節而向北或南位移。總的來說,低緯度地區地-氣系統有熱量盈餘,高緯度地區地-氣系統有熱量虧損。這個特徵決定了地球上溫度分佈的基本形勢,在大氣環流和不同下墊面(海陸分佈、地勢起伏、地面性狀等)的作用下形成地球上覆雜多樣的氣候。

下墊面的輻射差額與熱量差額有何區別?

4樓:匿名使用者

地球輻射能

量收支相等時的狀況。輻射能量收入和支出的差值稱為輻射差額。當收入大於支出時,差額為正,即有淨輻射;當收入小於支出時,差額為負。

在氣候學中,輻射差額指地球表面、大氣或地- 氣系統輻射能量收入與支出的差額。它是氣候形成的重要因子之一。

地-氣系統的輻射差額減去地球表面的輻射差額即為大氣圈的輻射差額。

由於在任何緯度上,地球表面的輻射差額均大於地氣系統的輻射差額,所以在任何緯度上的大氣輻射差額。

都是負值,而且不同緯度上輻射差額的變化是比較小的。就全球範圍而言,長年平均狀況的輻射是近似平衡的,大氣系統的輻射差額為負,地面輻射差額為正,地面通過潛熱和感熱通量向大氣輸送熱量,以達到大氣系統的熱量平衡。

地-氣系統的輻射差額隨緯度增加而減少,逐漸由正值變成負值,正負值轉換的緯度又因季節而向北或南位移。總的來說,低緯度地區地-氣系統有熱量盈餘,高緯度地區地-氣系統有熱量虧損。這個特徵決定了地球上溫度分佈的基本形勢,在大氣環流和不同下墊面(海陸分佈、地勢起伏、地面性狀等)的作用下形成地球上覆雜多樣的氣候。

地球輻射如何達到收支平衡

5樓:加油奮鬥再加油

地球輻射能量收支相等時的狀況。輻射能量收入和支出的差值稱為輻射差額。當收入大於支出時,差額為正,即有淨輻射;當收入小於支出時,差額為負。

在氣候學中,輻射差額指地球表面、大氣或地- 氣系統輻射能量收入與支出的差額。它是氣候形成的重要因子之一。

地-氣系統的輻射差額減去地球表面的輻射差額即為大氣圈的輻射差額。

由於在任何緯度上,地球表面的輻射差額均大於地氣系統的輻射差額,所以在任何緯度上的大氣輻射差額。

都是負值,而且不同緯度上輻射差額的變化是比較小的。就全球範圍而言,長年平均狀況的輻射是近似平衡的,大氣系統的輻射差額為負,地面輻射差額為正,地面通過潛熱和感熱通量向大氣輸送熱量,以達到大氣系統的熱量平衡。

地-氣系統的輻射差額隨緯度增加而減少,逐漸由正值變成負值,正負值轉換的緯度又因季節而向北或南位移。總的來說,低緯度地區地-氣系統有熱量盈餘,高緯度地區地-氣系統有熱量虧損。這個特徵決定了地球上溫度分佈的基本形勢,在大氣環流和不同下墊面(海陸分佈、地勢起伏、地面性狀等)的作用下形成地球上覆雜多樣的氣候。

對流熱流和潛熱從地球表面轉移到大氣後,對地球輻射能量平衡方程有什麼影響 200

6樓:匿名使用者

地面輻射平衡(地面淨輻射)

單位時間、單位面積地表面吸收的太陽總輻射和地面有效輻射之差稱為地面輻射平衡或地面輻射差額或地面淨輻射量。用地面輻射平衡公式表示:

。rlu為地面輻射,rld為大氣輻射,α為行星反射率,

地面輻射能量的收支,決定於地面的輻射差額。當rg>0時,即地面所吸收的太陽輻射大於地面的有效輻射,地面將有熱量的積累;當rg<0時,則地面因輻射而有熱量的虧損。

(1)影響地面輻射差額的因子

影響地面輻射差額的因子很多,除了總輻射和有效輻射的因子外,還應考慮地面反射率的影響。反射率是由不同的地面性質決定的,所以不同的地理環境、不同的氣候條件下,地面輻射差額值有顯著的差異。

(2)地面輻射差額的日變化

一般夜間為負,白天為正。由負值轉到正值的時刻一般在日出後1h,由正值轉到負值的時刻一般在日落前1-1.5h。

一般最高溫度出現在從升溫轉為降溫的轉折點上,最低溫度出現在從降溫轉為升溫的轉折點。因此,晴朗無雲的天氣裡,地面溫度最高值並不出現在太陽高度角最高的正午,而是在午後一點鐘左右;最低溫度出現稍遲於日出時刻。由於地面熱量傳輸給大氣,需要有一定時間,所以氣溫日變化的最高、最低稍落後於地溫日變化的最高最低,這就是地面輻射差額的日變化情況。

(3)地面輻射差額的年變化

引起年變化的原因是太陽高度的年變化、地表狀況反射狀況的變化、各雨帶的季節性變化。在一年中,一般夏季輻射差額為正,冬季為負值。通常最大值在夏季,受雨季的影響,地面輻射差額的最大值可能出現在雨季的前後;最小值在冬季。

不同緯度上,地面輻射差額年變化不同,在23.5sn緯度之間,地面輻射差額的年變化曲線是雙峰型,即一年有兩次最大值;在23.5ns以北或以南,地面輻射差額的年變化是單峰型。

(4)地面輻射差額年平均總量的空間分佈特點(最大、最小值、原因)

①地面輻射差額隨緯度的增加而減少,最高值出現在低緯度,最低值出現在高緯度。從大陸到海洋,等值線在沿海出現中斷,因為海洋與大陸的反射率差異較大,因而等值線不連續。

②在整個洋麵和大陸表面上,地面輻射差額年總量都是正的。但在具有穩定的冰雪覆蓋的格陵蘭中部和南極大陸出現負地面輻射差額年總量。

③大陸表面最大值出現在潮溼的熱帶地區,但比同緯度的海洋表面小得多;乾旱地區地面輻射差額比同緯度溼潤地區和過分溼潤地區小得多。

(5)我國的輻射差額特點

受季風氣候和地形的影響,臺灣西南最大,其次是青藏高原河谷地區和內蒙高原東部。低值中心在溼潤多雲的川黔山地,以長江流域以南的廣大地區。天山地區積雪較多,也是一低值區。

大氣的輻射平衡

整個大氣層的輻射差額是負值,大氣要維持熱平衡,還要靠地面以其他方式來輸送熱量給大氣。

表示式為:

,其中ra :整個大氣層所吸收的太陽輻射。rln、r∞:地面和大氣上界的有效輻射。

大氣輻射平衡值r:在絕大多數情況下為負值, 總是失去能量。

我國對流層大氣輻射平衡值的分佈圖表明, 一月份rn的最大值在雲南、廣西一帶, 可達1 60wm以上, 長江以南地區基本在10wm以上。**高原和東北地區中部rn值最小, 在60wm以下。七月份大氣輻射平衡值遠較一月份小, 表明這時太陽輻射較強, 使大氣層吸收的太陽輻射增加, 總的輻射能損失減小。

此時rn的最大值在我國西南的邊緣地區, 可達80wm以上, 長江中下游, 東北地區中部,新疆北部、塔里木盆地及甘肅和內蒙西部r . 值最小, 不超過20wm。

這一方面與太陽輻射較強有關, 另一方面也與這些地區的雲量和下墊面溫度有關, 雲量較多將減少地一氣系統的長波射出輻射, 而下墊面溫度較高可使得地面有效輻射增加, 這些因素都有助於大氣層能量的增加。 [3]

地-氣系統的輻射平衡

地球-大氣系統是指以地球表面為下限, 大氣上界為上限的空間系統。地氣系統的輻射平衡是指在大氣頂部地氣系統收入的太陽輻射總量和向宇宙空間逃逸出去的長波輻射之差。只有從衛星上才能直接觀測到地球-大氣系統的輻射平衡。

這是地-氣系統重要的能量迴圈過程。對於全球來講, 地-氣系統的輻射平衡為零, 但對於個別地區而言則可正可負。因此, 它將極大地影響著地球上各種天氣過程的發生、發展, 併產生不同時間、空間尺度的氣候變化。

 [4]

地-氣系統的輻射平衡:如果把地面和大氣視為一個系統,此係統的輻射能收支差額稱為地-氣系統輻射平衡。表示為:

rs =(s+d) (1-α) +q0-f∞,其中α為行星反射率,qa和f∞分別為大氣吸收的太陽輻射和大氣上界的有效輻射。

地氣系統的輻射差額收支情況:就個別地區來說,地氣系統的輻射差額既可以為正,也可以為負。但就整個地氣系統來說,這種輻射差額的多年平均應為零。

地-氣系統的輻射差額減去地球表面的輻射差額即為大氣圈的輻射差額。由於在任何緯度上,地球表面的輻射差額均大於地氣系統的輻射差額,所以在任何緯度上的大氣輻射差額都是負值,而且不同緯度上輻射差額的變化是比較小的。就全球範圍而言,長年平均狀況的輻射是近似平衡的,大氣系統的輻射差額為負,地面輻射差額為正,地面通過潛熱和感熱通量向大氣輸送熱量,以達到大氣系統的熱量平衡。

地-氣系統的輻射差額隨緯度增加而減少,逐漸由正值變成負值,正負值轉換的緯度又因季節而向北或南位移。總的來說,低緯度地區地-氣系統有熱量盈餘,高緯度地區地-氣系統有熱量虧損。這個特徵決定了地球上溫度分佈的基本形勢,在大氣環流和不同下墊面(海陸分佈、地勢起伏、地面性狀等)的作用下形成地球上覆雜多樣的氣候。

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