气象学与气候学0.docx
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气象学与气候学0
气象学与气候学
第一章引论
第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史
一、气象学与气候学的研究对象和任务
由于地球的引力作用，地球周围聚集着一个气体圈层，构成了所谓大气圈。
气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。
1）概念上的区别：
天气是指某一地区瞬间或某一短时间内大气中气象要素（温度湿度气压等）和天气现象（云雾雨雪等）的综合。
气候是在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动等长时间相互作用下，在第一时段内大量天气过程的综合。
2）时间上的区别：
天气是大气中短时间过程，是微观的。
气候是一定时段内大量天气过程的长期过程，是宏观的。
3）内容上区别：
天气指单纯的大气系统。
气候包括大气、海洋、陆地表面、冰雪覆盖层及生物圈组成的大系统。
4）稳定性上的区别：
天气具有瞬息万变的不稳定性。
气候在一定时间阶段呈现相对的稳定性。
第二节气候系统概述
气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
在气候系统的五个子系统中，大气圈是主体部分，也是最可变的部分，水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈都可视为大气圈的下垫面。
一、大气圈概述
（一）大气的组成氮N278.08％氧O220.95％氩Ar0.93％
大气是由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。
其中氮（N2）氧（O2）和氩（Ar）三者合占大气总体积的99.96％，其它气体含量甚微。
除水汽外，这些气体在自然界的温度和压力下总呈气体状态，而且标准状况下（气压1013.25hPa，温度0℃）。
密度约为1293g/m2。
大气中还悬浮着多种固体微粒和液体微粒，统称大气气溶胶粒子。
液体微粒是指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。
（二）大气的结构
大气总质量约5.3×1015t，其中有50％集中在离地5.5km以下的层次内，在离地36—1000km余的大气层只占大气总质量的1％。
大气压力和密度随高度的分布如图1·2所示。
尽管空气密度愈到高空愈小，到700—800km高度处，空气分子之间的距离可达数百米远，但即使再向上，大气密度也不会减少到零的程度。
通常有两种划法：
一是着眼于大气中出现的某些物理现象。
根据观测资料，在大气中极光是出现高度最高的现象，它可以出现在1200km的高度上，因此可以把大气的上界定为1200km。
这种根据在大气中才有，而在星际空间没有的物理现象确定的大气上界，称为大气的物理上界。
另一种是着眼于大气密度，用接近于星际的气体密度的高度来估计大气的上界。
按照人造卫星探测资料推算，这个上界大约在2000—3000km高度上。
观测证明，大气在垂直方向上的物理性质是有显著差异的。
根据温度、成分、电荷等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况，可将大气分为五层。
1.对流层
对流层是地球大气中最低的一层。
云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层。
对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次，也是气象学、气候学研究的重点层次。
对流层有三个主要特征：
（1）气温随高度增加而降低：
由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低。
高山常年积雪，高空的云多为冰晶组成，就是这一特征的明显表现。
对流层中，气温随高度增加而降低的量值，因所在地区、所在高度和季节等因素而异。
平均而言，高度每增加100m，气温则下降约0.65℃，这称为气温直减率，也叫气温垂直梯度，
（2）垂直对流运动：
由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动。
对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同。
一般情况是：
低纬较强，高纬较弱；夏季较强，冬季较弱。
因此对流层的厚度从赤道向两极减小。
在低纬度地区平均为17—18km，在中纬度地区为10—12km，在高纬度地区为8—9km。
在同一纬度，尤其是中纬度，对流层厚度夏季较大，冬季较小。
同大气的总厚度比较起来，对流层是非常薄的，不及整个大气层厚度的1％。
但是，由于地球引力的作用，这一层却集中了整个大气3/4的质量和几乎全部的水
汽。
空气通过对流和湍流运动，高、低层的空气进行交换，使近地面的热量、水汽、杂质等易于向上输送，对成云致雨有重要的作用。
（3）气象要素水平分布不均匀：
由于对流层受地表的影响最大，而地表面有海陆分异、地形起伏等差异，因此在对流层中，温度、湿度等的水平分布是不均匀的。
在对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层。
其范围一般是自地面到1—2km高度。
边界层的范围夏季高于冬季，白昼高于夜晚，大风和扰动强烈的天气高于平稳天气。
在这层里大气受地面摩擦和热力的影响最大，湍流交换作用强，水汽和微尘含量较多，各种气象要素都有明显的日变化。
行星边界层以上的大气层称为自由大气。
在自由大气中，地球表面的摩擦作用可以忽略不计。
在对流层的最上层，介于对流层和平流层之间，还有一个厚度为数百米到1—2km的过渡层，称为对流层顶。
这一层的主要特征是：
气温随高度的增加突然降低缓慢，或者几乎不变，成为上下等温。
对流层顶的气温在低纬地区平均为-83℃，在高纬地区约为-53℃。
该层可阻挡对流层中的对流运动，从而使下边输送上来的水汽微尘聚集在其下方，使该处大气的混浊度增大。
2.平流层
自对流层顶到55km左右为平流层。
在平流层内，随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升。
大约到30km以上，气温随高度增加而显著升高，在55km高度上可达-3℃。
平流层这种气温分布特征是和它受地面温度影响很小，特别是存在着大量臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。
虽然30km以上臭氧的含量已逐渐减少，但这里紫外线辐射很强烈，故温度随高度增加得以迅速增高，造成显著的暖层。
平流层内气流比较平稳，空气的垂直混合作用显著减弱。
平流层中水汽含量极少，大多数时间天空是晴朗的。
有时对流层中发展旺盛的积雨云也可伸展到平流层下部。
在高纬度20km以上高度，有时在早、晚可观测到贝母云（又称珍珠云）①。
平流层中的微尘远较对流层中少，但是当火山猛烈爆发时，火山尘可到达平流层，影响能见度和气温。
3.中间层
自平流层顶到85km左右为中间层。
该层的特点是气温随高度增加而迅速下降，并有相当强烈的垂直运动。
在这一层顶部气温降到-113℃—-83℃，其原因是由于这一层中几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短的太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了。
中间层内水汽含量更极少，几乎没有云层出现，仅在高纬地区的75—90km高度，有时能看到一种薄而带银白色的夜光云，但其出现机会很少。
这种夜光云，有人认为是由极细微的尘埃所组成。
在中间层的60—90km高度上，有一个只有白天才出现的电离层，叫做D层。
4.热层
热层又称热成层或暖层，它位于中间层顶以上。
该层中，气温随高度的增加而迅速增高。
这是由于波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质（主要是原子氧）所吸收的缘故。
其增温程度与太阳活动有关，当太阳活动加强时，温度随高度增加很快升高，这时500km处的气温可增至2000K；当太阳活动减弱时，温度随高度的增加增温较慢，500km处的温度也只有500K。
热层没有明显的顶部。
通常认为在垂直方向上，气温从向上增温至转为等温时，为其上限。
在热层中空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的。
其中最强的有两区，即E层（约位于90—130km）和F层（约位于160—350km）。
F层在白天还分为F1和F2两区。
据研究高层大气（在60km以上）由于受到强太阳辐射，迫使气体原子电离，产生带电离子和自由电子，使高层大气中能够产生电流和磁场，并可反射无线电波，从这一特征来说，这种高层大气又可称为电离层①，正是由于高层大气电离层的存在，人们才可以收听到很远地方的无线电台的广播。
此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。
这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。
这些高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出现在高纬度地区上空。
5.散逸层
这是大气的最高层，又称外层。
这一层中气温随高度增加很少变化。
由于温度高，空气粒子运动速度很大，又因距地心较远，地心引力较小，所以这一层的主要特点是大气粒子经常散逸至星际空间，本层是大气圈与星际空间的过渡地带。
从总体来讲，大气是气候系统中最活跃，变化最大的组成部分，它的整体热容量为5.32×1015MJ，且热惯性小。
当外界热源发生变化时，通过大气运动对垂直的和水平的热量传输，使整个对流层热力调整到新热量平衡所需的时间尺度，大约为1个月左右，如果没有补充大气的动能过程，动能因摩擦作用而消耗尽的时间大约也是1个月。
二、水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述
（一）水圈
水圈包括海洋、湖泊、江河、地下水和地表上的一切液态水，其中海洋在气候形成和变化中最重要。
海洋是由世界大洋和邻近海域的含盐海水所组成。
其总面积为3.6亿km2，约占地球表面的71％，相当于陆地面积的2.5倍。
海水是由液态水和溶于水中的盐分及气体所组成的。
由于海洋对太阳辐射的反射率比陆面小，海洋单位面积所吸收的太阳辐射能比陆地多25％—50％。
全球海洋表层的年平均温度要比全球陆面温度约高10℃左右。
海面受热后由于波浪的作用，将热量向下传输混合，产生一个暖层。
暖层平均水温在20—25℃左右。
在暖层之下水温迅速下降，成为斜温层。
斜温层之下是水温很低的第三层。
在第三层底部水温约在0—5℃左右在极地海洋地区从表面至洋底皆为冷水层。
据估算，到达地表的太阳辐射能约有80％为海洋表面所吸收。
通过海水内部的运动，海洋上层平均厚度约为240m的水温有季节变化，其质量为8.7×1010t，热容量为36.45×1016MJ/℃；而陆面温度有季变的平均厚度只有10m，质量为3×1015t，其热容量只有2.38×1015MJ/℃。
可见，无论从力学和热力学效应来看，海洋在气候系统中具有最大的惯性，是一个巨大的能量贮存库。
（二）陆面
陆面有时亦称岩石圈。
它们的这些特征对地质时期的气候变化是有巨大影响的，但对近代在季节、年际、十年际乃致百年际的气候变化中是可以忽略的。
在上述近代气候变化的时间尺度内，除火山爆发外，对大气的作用主要还是发生在陆地表面。
因此在气候系统中通常不用岩石圈这个更广泛的名词，而采用陆面一词。
陆地表面具有不同的海拔高度和起伏形势，可分为山地、高原、平原、丘陵和盆地等类型。
它们以不同的规模错综分布在各大洲之上，构成崎岖复杂的下垫面。
在此下垫面上又因岩石、沉积物和土壤等性质的不同，其对气候的影响更是复杂多样。
（三）冰雪圈
冰雪圈包括大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪盖等。
目前全球陆地约有10.6％被冰雪所覆盖，海冰的面积比陆冰的面积要大，但由于世界海洋面积广阔，海冰仅占海洋面积的6.7％。
陆地雪盖有季节性的变化，海冰有季节性到几十年际的变化，而大陆冰原和冰川的变化要缓慢得多，只有在几百年甚至到几百万年的周期上其体积和范围才显示出重大的变化。
冰川和冰原的体积变化与海平面高度的变化有很大关系。
由于冰雪具有很大的反射率，在冰雪覆盖下，地表（包括海洋和陆地）与大气间的热量交换被阻止，因此冰雪对地表热量平衡有很大影响。
它是气候系统中的一个重要子系统。
（四）生物圈
生物圈主要包括陆地和海洋中的植物，在空气、海洋和陆地生活的动物，也包括人类本身。
生物圈的各部分在变化的时间尺度上有显著差异，但它们对气候的变化都很敏感，而且反过来又影响气候。
生物对于大气和海洋的二氧化碳平衡，气溶胶粒子的产生，以及其它与气体成分和盐类有关的化学平衡等都有很重要的作用。
植物可以随着温度、辐射和降水的变化而发生自然变化。
其变化的时间尺度为一个季节到数千年不等。
而植物又反过来影响地面的粗糙度及反射率以及蒸发、蒸腾和地下水循环。
由于动物需要得到适当的食物和栖息地，所以动物群体的变化也反映了气候的变化。
人类活动既深受气候影响，又通过诸如农牧业、工业生产及城市建设等，不断改变土地、水等的利用状况，从而改变地表的物理特性以及地表与大气之间的气体交换，产生对气候的影响。
综上所述，为了弄清地球气候形成、分布和变化的机制，我们必须面对的是一个非常复杂的气候系统。
它的每一个组成部分都具有十分不同的物理性质，并通过各种各样的物理过程、化学过程甚至生物过程同其它部分联系起来，共同决定各地区的气候特征。
第三节有关大气的物理性状
在气象学上，大气的物理性状主要以气象要素和空气状态方程来表征。
一、主要气象要素
气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量，如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。
（一）气温
在一定的容积内，一定质量的空气，其温度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。
即这一动能与绝对温度T成正比。
因此，空气冷热的程度，实质上是空气分子平均动能的表现。
当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温也就升高。
反之当空气失去热量时，其分子运动平均速度减小，平均动能随之减少，气温也就降低。
气温的单位：
目前我国规定用摄氏度（℃）温标，以气压为1013.3hPa时纯水的冰点为零度（0℃），沸点为100度（100℃），其间等分100等份中的1份即为1℃。
在理论研究上常用绝对温标，以K表示，这种温标中一度的间隔和摄氏度相同，但其零度称为“绝对零度”，规定为等于摄氏-273.15℃。
因此水的冰点为273.15K，沸点为373.15K。
两种温标之间的换算关系如下T=t+273.15≈t+273（1·2）
（二）气压
气压指大气的压强。
它是空气的分子运动与地球重力场综合作用的结果。
当选定温度为0℃，纬度为45°的海平面作为标准时，海平面气压为1013.25hPa，相当于760mm的水银柱高度，曾经称此压强为1个大气压。
（三）湿度
表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。
大气湿度状况与云、雾、降水等关系密切。
大气湿度常用下述物理量表示：
1.水汽压和饱和水汽压
大气压力是大气中各种气体压力的总和。
也用hPa表示。
在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，这时的空气，称饱和空气。
饱和空气的水汽压（E）称饱和水汽压，也叫最大水汽压，因为超过这个限度，水汽就要开始凝结。
实验和理论都可证明，饱和水汽压随温度的升高而增大。
2.相对湿度
相对湿度（f）就是空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值（用百分数表示），即相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。
当其接近100％时，表明当时空气接近于饱和。
当水汽压不变时，气温升高，饱和水汽压增大，相对湿度会减小。
3.饱和差
在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称饱和差（d）。
即d=E-e，d表示实际空气距离饱和的程度。
在研究水面蒸发时常用到d，它能反映水分子的蒸发能力。
4.比湿
在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量加上干空气质量）的比值，称比湿（q）。
其单位是g/g，即表示每一克湿空气中含有多少克的水汽。
也有用每千克质量湿空气中所含水汽质量的克数表示的即
对于某一团空气而言，只要其中水汽质量和干空气质量保持不变，不论发生膨胀或压缩，体积如何变化，其比湿都保持不变。
因此在讨论空气的垂直运动时，通常用比湿来表示空气的湿度。
5.水汽混合比
一团湿空气中，水汽质量与干空气质量的比值称水汽混合比（γ）即：
（单位：
g/g）
6.露点
在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的温度，称露点温度，简称露点（Td）。
上述各种表示湿度的物理量：
水汽压、比湿、水汽混合比、露点基本上表示空气中水汽含量的多寡。
而相对湿度、饱和差、温度露点差则表示空气距离饱和的程度。
（四）降水
降水是指从天空降落到地面的液态或固态水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等。
降水量指降水落至地面后（固态降水则需经融化后），未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，降水量以毫米（mm）为单位。
在高纬度地区冬季降雪多，还需测量雪深和雪压。
雪深是从积雪表面到地面的垂直深度，以厘米（cm）为单位。
当雪深超过5cm时，则需观测雪压。
雪压是单位面积上的积雪重量，以g/cm2为单位。
降水量是表征某地气候干湿状态的重要要素，雪深和雪压还反映当地的寒冷程度。
（五）风
空气的水平运动称为风。
风是一个表示气流运动的物理量。
它不仅有数值的大小（风速），还具有方向（风向）。
因此风是向量。
风向是指风的来向。
地面风向用16方位表示，高空风向常用方位度数表示，即以0°（或360°）表示正北，90°表示正东，180°表示正南，270°表示正西。
在16方位中，每相邻方位间的角差为22.5°。
风速单位常用m/s、knot（海里/小时，又称“节”，）和km/h表示，其换算关系如下
1m/s=3.6km/h1knot=1.852km/h
1km/h=0.28m/s1knot=1/2m/s
风速的表示有时采用压力，称为风压。
如果以V表示风速（m/s），P为垂直于风的来向，1m2面积上所受风的压力kg/m2，其关系式P=0.125V2（1·13）
（六）云量
云是悬浮在大气中的小水滴、冰晶微粒或二者混合物的可见聚合群体，底部不接触地面（如接触地面则为雾），且具有一定的厚度。
云量是指云遮蔽天空视野的成数。
将地平以上全部天空划分为10份，为云所遮蔽的份数即为云量。
例如，碧空无云，云量为0，天空一半为云所覆盖，则云量为5。
（七）能见度
能见度指视力正常的人在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨出目标物的最大水平距离。
单位用米（m）或千米（km）表示。
二、空气状态方程
空气状态常用密度（ρ）、体积（V）、压强（P）、温度（t或T）表示。
对一定质量的空气，其P、V、T之间存在函数关系
（一）干空气状态方程
根据大量的科学实验总结出，一切气体在压强不太大，温度不太低（远离绝对零度）的条件下，一定质量气体的压强和体积的乘积除以其绝对温度等于常数，即上式是理想气体的状态方程。
凡严格符合该方程的气体，称理想气体。
实际上，理想气体并不存在，但在通常大气温度和压强条件下，干空气和未饱和的湿空气都十分接近于理想气体。
在标准状态下（P0=1013.25hPa，T0=273K），1mol的气体，体积约等于22.4L，即V0=22.4L/mol。
因此该值对1mol任何气体都适用，所以叫普适气体常数。
（二）湿空气状态方程与虚温
在实际大气中，尤其是在近地面气层中存在的总是含有水汽的湿空气。
在常温常压下，湿空气仍然可以看成理想气体。
虚温的意义是在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温度。
第二章大气的热能和温度
大气内部始终存在着冷与暖、干与湿、高气压与低气压三对基本矛盾。
其中冷与暖这对矛盾所表现出来的地球及大气的热状况、温度的分布和变化，制约着大气运动状态，影响着云和降水的形成。
因此，大气的热能和温度成了天气变化的一个基本因素，同时也是气候系统状态及演变的主要控制因子。
第一节太阳辐射
太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源。
一年中整个地球可以由太阳获得5.44×1024J的辐射能量。
一、辐射的基本知识
（一）辐射与辐射能
自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量，这种传播能量的方式称为辐射。
通过辐射传播的能量称为辐射能，也简称为辐射。
辐射是能量传播方式之一，也是太阳能传输到地球的唯一途径。
辐射能是通过电磁波的方式传输的。
肉眼看得见的是从0.4—0.76μm的波长，这部分称为可见光。
宇宙射线、γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
单位时间内通过单位面积的辐射能量称辐射通量密度（E），单位是W/m2。
辐射通量密度没有限定辐射方向，辐射接受面可以垂直于射线或与之成某一角度。
如果指的是投射来的辐射，则称入射辐射通量密度；如果指的是自物体表面射出的辐射，则称放射辐射通量密度。
其数值的大小反映物体放射能力的强弱，故称之为辐射能力或放射能力。
单位时间内，通过垂直于选定方向上的单位面积（对球面坐标系，即单位立体角）的辐射能，称为辐射强度（I）。
（二）辐射光谱
图中Fλ随λ的变化曲线称为辐射光谱曲线。
（三）物体对辐射的吸收、反射和透射
物体吸收的辐射与投射于其上的辐射之比，称为吸收率（a）；为物体反射的辐射与投射于其上的辐射之比，称为反射率（r）；透过物体的辐射与投射于其上的辐射之比，称为透射率（d），则
a+r+d=1
a、r、d都是0—1之间变化的无量纲量，分别表示物体对辐射吸收、反射和透射的能力。
物体的吸收率、反射率和透射率大小随着辐射的波长和物体的性质而改变。
（四）有关辐射的基本定律
1.基尔荷夫（Kirchhoff）定律
它表明：
①在一定波长、一定温度下，一个物体的吸收率等于该物体同温度、同波长的放射率。
即对不同
物体，辐射能力强的物质，其吸收能力也强。
辐射能力弱的物质，其吸收能力也弱。
黑体吸收能力最强，所以它也是最好的放射体。
②下标λ表示在一定温度（T）下，不同波长的Kλ、eλ及Iλ的数值不同。
即同一物体在温度T时它放射某一波长的辐射。
那末，在同一温度下也吸收这一波长的辐射。
基尔荷夫定律把一般物体的辐射、吸收与黑体辐射联系起来，从而有可能通过对黑体辐射的研究来了解一般物体的辐射，这就极大简化了一般辐射的问题。
基尔荷夫定律适用于处于辐射平衡的任何物体。
对流层和平流层大气以及地球表面都可认为是处于辐射平衡状态，因而可直接应用这一定律。
2.斯蒂芬（Stefan）-玻耳兹曼（Boltzman）定律由实验得知，物体的放射能力是随温度、波长而改变的。
随着温度的升高，黑体对各波长的放射能力都相应地增强。
因而物体放射的总能量（即曲线与横坐标之间包围的面积）也会显著增大。
根据研究，黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比，即
ETb=σT4上式称斯蒂芬-波耳兹曼定律。
3.维恩（Wein）位移定律
黑体单色辐射极大值所对应的波长（λm）是随温度的升高而逐渐向波长较短的方向移动的。
根据研究，黑体单色辐射强度极大值所对应的波长与其绝对温度成反比，即λmT=C（2·13）
上式称维恩位移定律。
物体的温度愈高，其单色辐射极大值所对应的波长愈短；反之，物体的温度愈低，其辐射的波长则愈长。
有此三个辐射定律，绝对黑体的辐射规律就容易确定，因为它们把黑体的温度与其辐射光谱联系起来了。
即使对非黑体，只要知道它们的温度和吸收率，利用基尔荷夫定律，它们的辐射能力也可以确定。
二、太阳辐射
（一）太阳辐射光谱和太阳常数
太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱。
大气上界太阳光谱中能量的分布曲线与T=6000K时，根据黑体辐射公式计算的黑体光谱能量分布曲线相比较，非常相似。
因此，可以把太阳辐射看作黑体辐射，有关黑体辐射的定律都可应用于太阳辐射。
太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。
根据维恩定律可以计算出太阳辐射最强的波长λm为0.475μm。
这个波长在可见光范围内相当于青光部分。
因此，太阳辐射主要是可见光线（0.4—0.76μm），此外也有不可见的红外线（＞0.76μm）和紫外线（＜O.4μm），
太阳辐射通过星际空间到达地球。
就日地平均距离来说，在大气上界，垂直于太阳光线的1cm2面积内，1min内获得的太阳辐射能量，称太阳常数，用I0表示。
多数文献上采用1370W/m2。
（二）太阳辐射在大气中的减弱
太阳辐射光通过大气圈，然后到达地表。
由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面，所以在地球表面所获得的太阳辐射强度比1370W/m2要小。
1.大气对太阳辐射的吸收
太阳辐射穿过大气层时，大气中某些成分具有选择吸收一定波长辐射能的特性。
大气中吸收太阳
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