常見(jiàn)的輻射有哪些
太陽(yáng)輻射
太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的電磁波和粒子流。地球所接受到的太陽(yáng)輻射能量?jī)H為太陽(yáng)向宇宙空間放射的總輻射能量的二十億分之一,但卻是地球大氣運(yùn)動(dòng)的主要能量源泉。到達(dá)地球大氣上界的太陽(yáng)輻射能量稱(chēng)為天文太陽(yáng)輻射量。在地球位于日地平均距離處時(shí),地球大氣上界垂直于太陽(yáng)光線(xiàn)的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所受到的太陽(yáng)輻射的全譜總能量,稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)。太陽(yáng)常數(shù)的常用單位為瓦/米2。因觀(guān)測(cè)方法和技術(shù)不同,得到的太陽(yáng)常數(shù)值不同。世界氣象組織(WMO)1981年公布的太陽(yáng)常數(shù)值是1368瓦/米2。
地球大氣上界的太陽(yáng)輻射光譜的99%以上在波長(zhǎng) 0.15~4.0微米之間。大約50%的太陽(yáng)輻射能量在可見(jiàn)光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.4~0.76微米),7%在紫外光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.76微米),大能量在波長(zhǎng)0.475微米處。由于太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)較地面和大氣輻射波長(zhǎng)(約3~120微米)小得多,所以通常又稱(chēng)太陽(yáng)輻射為短波輻射,稱(chēng)地面和大氣輻射為長(zhǎng)波輻射。太陽(yáng)活動(dòng)和日地距離的變化等會(huì)引起地球大氣上界太陽(yáng)輻射能量的變化太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣,一部分到達(dá)地面,稱(chēng)為直接太陽(yáng)輻射;另一部分為大氣的分子、大氣中的微塵、水汽等吸收、散射和反射。
被散射的太陽(yáng)輻射一部分返回宇宙空間,另一部分到達(dá)地面,到達(dá)地面的這部分稱(chēng)為散射太陽(yáng)輻射。到達(dá)地面的散射太陽(yáng)輻射和直接太陽(yáng)輻射之和稱(chēng)為總輻射。太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣后,其強(qiáng)度和光譜能量分布都發(fā)生變化。到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量比大氣上界小得多,在太陽(yáng)光譜上能量分布在紫外光譜區(qū)幾乎絕跡,在可見(jiàn)光譜區(qū)減少至40%,而在紅外光譜區(qū)增至60%。
天文輻射的時(shí)空變化特點(diǎn)
?、偃暌猿嗟阔@得的輻射多,極地少。這種熱量不均勻分布,必然導(dǎo)致地表各緯度的氣溫產(chǎn)生差異,在地球表面出現(xiàn)熱帶、溫帶和寒帶氣候;
?、谔煳妮椛湎拇蠖。鼘?dǎo)致夏季溫高冬季溫低。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用包括大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收、散射和反射。太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)整層大氣時(shí),0.29μm以下的紫外線(xiàn)幾乎全部被吸收,在可見(jiàn)光區(qū)大氣吸收很少。在紅外區(qū)有很強(qiáng)的吸收帶。大氣中吸收太陽(yáng)輻射的物質(zhì)主要有氧、臭氧、水汽和液態(tài)水,其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和塵埃等。云層能強(qiáng)烈吸收和散射太陽(yáng)輻射,同時(shí)還強(qiáng)烈吸收地面反射的太陽(yáng)輻射。云的平均反射率為0.50~0.55。
經(jīng)過(guò)大氣削弱之后到達(dá)地面的太陽(yáng)直接輻射和散射輻射之和稱(chēng)為太陽(yáng)總輻射。就全球平均而言,太陽(yáng)總輻射只占到達(dá)大氣上界太陽(yáng)輻射的45%。總輻射量隨緯度升高而減小,隨高度升高而增大。一天內(nèi)中午前后大,夜間為0;一年內(nèi)夏大冬小。