太阳辐射总量的时空变化特点

太阳辐射总量的时空变化特点


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-05 编辑:xuzhiping 浏览次数: 16693

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摘要: 天文辐射的半年及全年总量随纬度的变化,具有以下特点: (1) 太阳辐射热量的分布是因纬度而异的。全年获得太阳辐射最多的是赤道,随着讳度的增高,辐射量便渐次减少,最小值出现在极点,仅及赤道的40%。这种热量不均衡的分布,必然 导致地表各纬度的气温产生了差异。地球...

天文辐射的半年及全年总量随纬度的变化,具有以下特点:

(1) 太阳辐射热量的分布是因纬度而异的。全年获得太阳辐射最多的是赤道,随着讳度的增高,辐射量便渐次减少,最小值出现在极点,仅及赤道的40%。这种热量不均衡的分布,必然 导致地表各纬度的气温产生了差异。地球上之所以有热带、温带、寒带等的之分,首先是由于天文辐射分布不均衡所造成的。

(2) 夏半年获得太阳辐射量最大值在20°〜25°的纬度带上,由此向两极逐渐减少,最小值在极地。这是因为:在赤道附近太阳位于或近似位于天顶的时间比较短,而在回归线附近比较长。 例如,在6°N〜6°S间,当春分和秋分附近,太阳位于或近似位于天顶的时间各约30天。在纬度17. 5°〜23.5°带上,当夏至附近,太阳位于或近似位于天顶的时间约86天;赤道上终年昼夜长短 均等,而在20°〜25°纬度带上夏季昼长比赤道长,这是夏季“热赤道”北移(就北半球而言)的一个原因。又由于夏季白昼长度随着纬度的增高而增长,所以由热带向极地所受到的天文辐射量随 纬度增高而递减的程度也趋于缓和。表现在高低纬度间气温和气压的水平梯度也是夏季较小。

(3) 冬半年获得太阳辐射最多的是赤道,随着纬度的增高,正午太阳高度角和每天白昼时间都迅速地递减,所以太阳辐射量也迅速地递减下去,到极点为零。表现在低纬度间气温和气压的 水平梯度也是冬季比较大。利用工具太阳高度角在线计算器,可以在线计算太阳高度角。

(4) 太阳辐射量的南北差异,不仅随冬、夏半年而有不同,在同一时间内随纬度亦有不同。 在两极和赤道附近太阳辐射量的水平梯度都较小,而以中纬度45°〜55°间的水平梯度最大,所以 在中纬度环绕整个地球可有温度水平梯度很大的锋带和急流现象。气旋和反气旋的生成和发展又与纬度带的温度水平梯度有关,所以在中纬度地带气旋与反气旋的活动最频繁,势力也最强, 特别以冬季为盛行季节。

(5) 夏半年与冬半年的太阳辐射量的差值是随纬度的增高而增大的。表现在气温的年较差是高纬度大,低纬度小。又在赤道附近(约在南北纬15°间)太阳辐射日总量有两个最高点,时间 在春分和秋分,在纬度15°以上太阳辐射日总量由两个高点逐渐合为一个。在回归线及较高纬度,最高点出现在夏至日。辐射的年变化是纬度愈高愈大,它反映在各地气温的年变化上是非常明显的。

(6) 在极圈以内有极昼极夜现象,在极夜期间太阳辐射为零。在一年内一定时期中到达极地的天文辐射量大于赤道。例如在5月10日到8月3日期间内射到北极大气上界的能量,就大 于赤道。在夏至日,极地天文辐射能量比赤道大36. 5%。南极夏至日(12月22日)天文辐射量比北极夏至日(6月22日)大,南北半球天文辐射日总量是不对称的。南半球夏季各玮圈的曰总 量大于北半球夏季各纬圈的日总量,相反,南半球冬季各纬圈的日总量又小于北半球冬季相应各讳圈的日总量,这是日地距离有差异的缘故。

但是,地球表面实际的气候远较天文气候复杂,这是由于地面温度在很大程度上是由辐射差额和热量平衡所决定的。

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