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气象辐射量

来源:华创风云 发布日期:2015-04-29 21:53:17
气象站的辐射测量,包括太阳辐射与地球辐射两部分。 地球上的辐射能来源于太阳,太阳辐射能量的99.9%集中在0.2~10 微米(μ m)的波 段,其中的波长短于0.4μ m 的称为紫外辐射,0.4~0.73μ m 的称为可见光辐射,而长于 0.73μ m 的称为红外辐射。此外,太阳光谱在0.29~3.0μ m 范围,称为短波辐射,目前气 象站主要观测这部分太阳辐射。 地球辐射是地球表面、大气、气溶胶和云层所发射的长波辐射,波长范围为3~100μ m。 地球平均温度约为300K。地球辐射能量的99%波长大于5μ m。

气象辐射量

⑴ 太阳短波辐射
① 垂直于太阳入射光的直射辐射S:包括来自太阳面的直接辐射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射(环日辐射),可用直接辐射表测量。
② 水平面太阳直接辐射SL :SL 与S的关系为 SL=S*sinHA=S*cosZ,式中,HA为太阳高度角,Z为天顶距(Z=90-HA)。
③ 散射辐射Ed↓:散射辐射是指太阳辐射经过大气散射或云的反射,从天空2π立体角以短波形式向下,到达地面的那部分辐射。可用总辐射表,遮住太阳直接辐射的方法测量。
④ 总辐射Eg↓:总辐射是指水平面上,天空2π立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和。可用总辐射表测量 Eg↓=SL+Ed↓ 白天太阳被云遮蔽时,Eg↓=Ed↓,夜间Eg↓=0。
⑤ 短波反射辐射Er↑:总辐射到达地面后被下垫面(作用层)向上反射的那部分短波辐射。可用总辐射表感应面朝下测量。 下垫面的反射本领以它的反射比Ek表示 Ek=Ec↑/Eg↓

⑵ 太阳常数So
在日地平均距离处,地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度,称为太阳常数,用So表示。1981年世界气象组织(WMO)推荐了太阳常数的理想值是So=1367±7W²m -2。
⑶ 地球长波辐射
① 大气长波辐射EL↓:大气以长波形式向下发射的那部分辐射或称大气逆辐射。
② 地面长波辐射EL↑:地球表面以长波形式向上发射的辐射(包括地面长波反射辐射)。它与地面温度有密切联系。
⑷ 全辐射
短波辐射与长波辐射之和,称为全辐射。波长范围为0.29~100μm。
⑸ 净全辐射E*(辐射平衡)
太阳与大气向下发射的全辐射和地面向上发射的全辐射之差值,也称为净辐射或辐射差额。
其表示式为:
净全波辐射 E*=Eg↓+EL↓-Er↑-EL↑
净短波辐射 Eg*=Eg↓-Er↑
净长波辐射 EL*=EL↓-EL↑
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