《气象学与气候学》课程教学资源（PPT课件）第二章 大气的热能和温度（1/2）

第二章大气的热能和温度 第一节太阳辐射

第二章 大气的热能和温度 第一节 太阳辐射

一、关于辐射的基本知识 (一)辐射与辐射能 1、定义 辐射一自然界中的一切物体都以电磁波 的形式向四周放射能量，这种传播能量的 方式叫辐射。 辐射能 以辐射的方式向四周输送的能 量，叫辐射能，简称辐射

一、关于辐射的基本知识 （一）辐射与辐射能 1、定义 辐射——自然界中的一切物体都以电磁波 的形式向四周放射能量，这种传播能量的 方式叫辐射。 辐射能——以辐射的方式向四周输送的能 量，叫辐射能，简称辐射

辐射能是通过电磁波的方式传播的，电磁波 的波长范围很广，如下图所示。 地面和大气 的长波辐射 X射线 可 一无线电被一 一一y射线一 一一紫外线 上—红外线— 光 10- 10- 10-4 10-3 10-2 10-1 10 10 D潋长如 0.40.76 图2·1各种辐射的波长节围

辐射能是通过电磁波的方式传播的，电磁波 的波长范围很广，如下图所示

气象学上着重研究的是太阳、地球和 大气的热辐射（红外辐射），它们的 波长范围大约在0.15一120微米之间 。 据测量太阳辐射主要波长范围大约是 0.15一4微米，地面和大气辐射是3一 120微米

气象学上着重研究的是太阳、地球和 大气的热辐射（红外辐射），它们的 波长范围大约在0.15—120微米之间。 据测量太阳辐射主要波长范围大约是 0.15—4微米，地面和大气辐射是3— 120微米

2、单位 气象学上通常以焦耳作为辐射 能的单位。 3、辐射能的量度 (1)辐射能Φ 以辐射方式传递的能量，用符号① 表示，单位为焦耳

2、单位 气象学上通常以焦耳作为辐射 能的单位。 3、辐射能的量度 （1）辐射能 以辐射方式传递的能量，用符号 表示，单位为焦耳。  

(2)辐射通量Q一单位时间通 过任一表面的辐射能，叫辐射通 量，单位是瓦特。 设在d时间内通过某表面的辐射 能为d。,那么根据定义有： Q=dΦ/dt

（2）辐射通量Q—单位时间通 过任一表面的辐射能，叫辐射通 量，单位是瓦特。 设在dt时间内通过某表面的辐射 能为dΦ ，那么根据定义有： Q= dΦ / dt d

(3)辐射通量密度E一单位时间内通过单位 面积的辐射能量，叫辐射通量密度。单位是 WMP。E没有限定其方向，可以垂直于射线 或成一角度。如果指的是投射来的辐射叫入 射辐射通量密度，反之叫放射辐射通量密度。 其数值大小反映物体放射能力的强弱，叫辐 射能力或放射能力。 如果d,时间内通过d.面积的辐射能为dΦ， 那么辐射通量密度可表示为： E=dΦ/dtds

（3）辐射通量密度E—单位时间内通过单位 面积的辐射能量，叫辐射通量密度。单位是 W/M2 。E没有限定其方向，可以垂直于射线 或成一角度。如果指的是投射来的辐射叫入 射辐射通量密度，反之叫放射辐射通量密度。 其数值大小反映物体放射能力的强弱，叫辐 射能力或放射能力。 如果dt时间内通过ds面积的辐射能为dΦ ， 那么辐射通量密度可表示为： E= dΦ / dt ds

(4)辐射强度I一单位时间内，通过垂直 于选定方向上的单位面积（单位立体角内） 的辐射能，称为辐射强度，单位是WM2。 dsa dw ds' ds

（4）辐射强度I—单位时间内，通过垂直 于选定方向上的单位面积（单位立体角内） 的辐射能，称为辐射强度，单位是W/M2

dΦ=I·cosθ·ds·dw·dt dΦ I= cos0·ds·dw·dt

(5)E与I之间的关系： 辐射强度与辐射通量密度有密切关系， 在平行光辐射的特殊情况下，辐射强度 与辐射通量密度的关系为 I=E/cos0(0为辐射体表面的 法线方向与选定方向的夹角)

（5）E与I之间的关系： 辐射强度与辐射通量密度有密切关系， 在平行光辐射的特殊情况下，辐射强度 与辐射通量密度的关系为 I=E/cosθ （θ为辐射体表面的 法线方向与选定方向的夹角）