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

2021-03-22 05:06:48 字數 4768 閱讀 2581

1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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為什麼地球大氣中的輻射過程可以認為是輻射平衡的

2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。

為什麼海洋那麼重要?

3樓:憤怒的豬小弟

太陽系九大行星中,只有地球星表面有水。因此,地球星又被一些人叫做「水星」,它是太陽系內真正有水的行星。至於天文學上所說的水星即最接近太陽恆星的那顆星,表面上並無一滴水;第八顆行星叫做海王星,表面上並無海水,卻稱海王星,譯文極不實際。

地球星表面上有水,才有生物,也包括人類。因此,我們必須保護海水。海水有什麼用?

略述如下。

(1)海洋可以蓄積太陽輻射熱,使之成為一座「熱庫」。由赤道到南北兩極地的冰塊下方,海水全是液態,估計其表面溫度相差不過攝氏10度。海底水溫較低,也是液態,相差約為3℃~5℃。

地面上溫度及接近地面的氣溫,赤道地區約為30℃,北極圈內全是凍土;南極圈內又全是冰蓋,溫度各在-10℃到-30℃。這樣比較,赤道與極地之間的溫度差約為攝氏50℃或者更多。由此可見,大陸溫差大,海洋溫差小。

海洋蓄積太陽輻射熱量較多,陸地較少。海洋的熱可使大氣溫暖,調節空氣的溫度,對於生物(包括人類)有極大的幫助。

地球星上海洋總面積為3.62億平方公里,佔地球星表總面積71%。海水總體積約為14億立方公里。

海洋平均深度有3800米。假定地殼以下叫做地體,這地體、海洋、大氣三部分的「重量比」如下:地體為6000000,海水為1.

4,大氣為0.001。反過來看,假定大氣為1萬萬億噸;海洋可比大氣的重量多1400倍;地體又比大氣多600萬倍。

現在再說說海洋是怎樣增溫的。海洋增溫的方法有四:(a)太陽直接輻射海洋表面,海水吸熱而增加溫度。

這是最主要的方法。(b)大氣層底面用傳導方法把大氣的熱傳給海面。(c)海面水汽開始凝結時,釋放潛熱,向海面輻射。

(d)地熱向上傳遞,到達海底。或海底火山爆發,使海水增溫。

海水減溫的方法主要有:(a)海洋表面向太空輻射。(b)海水錶面蒸發,吸收熱量。海水有流動,利用波浪、潮汐、海流把熱量散佈到整個水體。

(2)海洋可以作為陸地上空水汽的**。地面上談水的主要**是空中水汽,這水汽大部分由海洋**。

(3)其他作用。例如海面可以行船。海水裡有多樣的天然資源。海邊波浪可以改變海岸形狀

4樓:匿名使用者

海洋是生命之源,地球生物迴圈重要一環;海洋是一個巨大「水庫」,也是大氣水迴圈的重要組成部分,是陸地上空水汽最主要的**地;海水裡有多樣的天然資源,比如生物資源,海洋物產豐富,有大量漁場和鹽場(海水含鹽量大,是使用鹽和工業用鹽最主要的**)等等,是一個巨大的資源寶庫;海洋是地球氣候最重要的調節器,海洋性氣候更適宜人類生活居住,因海陸熱力性質差異,造成氣候多樣性,也是地球氣溫最主要的調節器,使得地球平均氣溫適宜生物生存(不會讓白天溫度在太陽照射下太高,也不會使晚上降溫過快,溫度低);海洋是人類重要的水上交通運輸承載;海洋對大陸沿岸有侵蝕沖刷和沉積作用,使得沿岸出現崖壁、沙灘等豐富多彩的自然景觀;海水的波浪、潮汐也是可迴圈利用能源(潮汐電站)。隨著人類科技水平的不斷進步,海洋的作用會不斷增加,潛能巨大。所以海洋對我們人類,對生物甚至整個地球都是非常重要的。

地球白天吸收熱量晚上釋放熱量是物理知識嗎?

5樓:love就是不明白

白天地球面向太陽的一方吸收、吸收太陽輻射的能量、溫度升高;夜裡環境溫度降低放出熱量、溫度降低。

此過程是熱現象是物理知識。

新風負荷中怎樣區分顯熱負荷和潛熱負荷

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