气象学知识补充

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1、第一节节气、四季和日照时间一、日地关系二、节气：24节气不但反映出一年中冷、暖、雨、雪动态及四季气候的变化，而且还和农业生产紧密结合，是天文、气候与农业生产的最成功的结合。春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒每月两节日期定，前后相差一两天上半年在六廿一，下半年在八廿三反映气温：小暑大暑处暑白露寒露霜降小寒大寒反映天文：春分秋分夏至冬至反映作物生长发育：小满芒种反映自然现象：惊蛰清明反映降水：雨水谷雨小雪大雪三、太阳高度角和方位角1.太阳高度角（h⊙）:指太阳光线与水平面的交角。sinh⊙

2、＝sinφ·sinδ＋cosφ·cosδ·cosωω(时角):以当地真太阳时正午为零度，下午为正，上午为负，每小时15°。φ:地理纬度;δ:太阳赤纬;ω:时角 正午时刻（ω＝0）太阳高度角的表达式：h⊙＝90°―φ＋δ（太阳在天顶以南）h⊙＝90°＋φ―δ（太阳在天顶以北）当计算出h⊙＞90°时，则取其补角。正午太阳高度角变化规律：在南北回归线上（φ＝23.5°）：正午h⊙每年有一次最大值和一次最小值。在赤道上（φ＝0°）：正午h⊙每年有两次最大值和两次最小值。在赤道与南、北回归线之间:正午h⊙每年有两次最大值

3、和一次最小值。在北回归线以北与南回归线以南地区:正午h⊙每年有一次最大值和一次最小值，并且在一年中任何时刻，太阳高度均小于90°，太阳永远不会升至天顶。2.方位角（A）:指阳光在水平面上投影和当地子午线间的夹角。cosA=-sinδ·secφA(方位角):取正南为零度，以西为正，以东为负。 北半球各地日出、日没时方位角变化规律：春秋分日（δ=0°）:太阳从正东方升起，在正西方落入地平线下；从春分到秋分的夏半年内（δ：0°→+23.5°→0°）:太阳从东偏北方升起，在西偏北方落入地平线下；从秋分到春分的冬半年内(

4、δ：0°→-23.5°→0°):太阳从东偏南方升起，在西偏南方落入地平线下，越接近冬至日，日出日落的方位越偏南。四、可照时间可照时间:由日出至日没太阳可能照射的时间间隔实照时数:一天中太阳直接照射地面的实际时数曙暮光时间:太阳在地平线以下0-18°的一段时间。光照时间：可照时间+曙暮光时间北半球可照时间随季节和纬度的变化规律为：δ=0°:昼夜平分，昼长不随纬度而变化；δ：0°→-23.5°→0°:白昼短于黑夜，而且纬度越高，白昼越短，冬至日白昼达一年中的最短。在北极圈内可出现有夜无昼现象，称为极夜；δ：0°→+

5、23.5°→0°:白昼长于黑夜，而且纬度越高，白昼越长，夏至日白昼达一年中的最长。在北极圈内可出现有昼无夜现象，称为极昼；赤道上，终年昼夜平分，中高纬度地区，随纬度增高，一年中昼长变化越大；低纬度地区终年昼长变化较小。第二节辐射的基本定律一、辐射的一般知识辐射:能量或物质微粒从辐射体向空间各方向发送的过程。辐射能：通过辐射传输的能量。电磁波：10exp(-10)微米～几千米气象学：0.15～120μm可见光：0.39～0.76μm紫外线指数：度量太阳紫外线影响人类皮肤的程度.紫外线指数为1=25毫瓦/平方米紫外

6、线又分为：UV-A:315nm～400nmUV-B:280nm～315nm(对皮对肤的伤害最大)UV-C:100nm～280nm二、辐射的度量单位辐射通量（F）：单位时间内通过或到达任一表面的辐射能。单位：J·s-1或W。辐射通量密度（E）：单位面积上的辐射通量。单位：W·m-2光通量密度（E1）：单位面积上通过或到达的光通量　单位：Lm·m-2(流明·米-2)辐照度：到达接受面的辐射通量密度。照度：单位面积上接收的光通量称为。单位：lux(勒克斯);1lux=lLm·m-2。三、辐射的基本定律斯蒂芬-波耳兹曼

7、定律：黑体的辐射能力与其绝对温度的四次方成正比。ET=σTexp4　　σ=5.67×10-8W·m-2·Kexp(-4)维恩位移定律：黑体辐射能力最大值所对应的波长（λmax）与绝对温度成反比λmax=C/TC=2898μm·K. 第三节太阳辐射及其在大气层中的削弱一、大气上界的太阳辐射1.太阳辐射光谱 2.太阳常数(solarconstant)：在大气上界，当日地间处于平均距离时，垂直于太阳入射光表面的太阳直接辐射照度。1981年世界气象组织推荐使用1367W·m-23.太阳光量常数：在大气上界，当日地间处于

8、平均距离时，垂直于太阳入射光表面的太阳可见光照度。其值为14万Lux.太阳辐射在大气中的削弱二、大气对太阳辐射的吸收N2:对太阳辐射几乎不吸收；O2:吸收小于0.2um的紫外线；03:主要吸收波长小于0.29um的紫外线,此外在0.6um和10um也有吸收；H2O:在可见光区和红外光都有吸收,但吸收最强的在0.93-2.85um；CO2和尘埃:主要吸收红外线光谱区的辐射能。结论：大气对