与大气受热过程相关的辐射概念
(1)太阳辐射
太阳以电磁波的形式向外传递能量,称太阳辐射。
(2)地面辐射
地球表面在吸收太阳辐射的同时,又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式,称为地面辐射。
(3)大气辐射
大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量。大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射。由于大气本身的温度也低,放射的辐射能的波长较长,故也称为大气长波辐射。
(4)大气逆辐射
大气凭借自身的温度向外辐射能量,为大气辐射。大气辐射中一小部分向上,散失于宇宙空间;其余大部分向下,归还给地面(特别是大气中云层较厚或水汽含量较多时),这部分反射即大气逆辐射。
与天气变化相关的辐射
(1)辐射雾
辐射雾(Radiation fog)指由于地表辐射冷却作用使地面气层水汽凝结而形成的雾,并不是指这种雾具有辐射性。辐射雾在北方冬季、初春和秋末等季节比较常见。主要出现在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。随着太阳的升高,地面温度上升,辐射雾也会立即蒸发消散。所以,早晨出现辐射雾,常预示着当天有个好天气。民间'早晨地罩雾,尽管晒谷物'、'十雾九晴'的说法就是指辐射雾。城市及其附近,烟粒、尘埃多,凝结核充沛,因此特别容易形成浓雾,故常称作都市雾。
(2)辐射霜
由于地面或地物夜间辐射冷却,使贴地(或贴近地物的)空气达到饱和,并使地面或地物的温度降至0°C以下而形成的霜,称为辐射霜。谭老师地理工作室综合整理
(3)辐射降温
辐射降温每时每刻都存在,只是白天地面所接受到的太阳短波辐射大于地面的长波辐射。
在晴朗微风的晚上,空气本身向外散热使自身温度降低的过程,同时近地面空气的晚间除受自身辐射冷却外,还受到地面的辐射冷却的双重影响,气温不断降低,由于温度下降,空气温度容易降至零点,同时饱和水汽压值降低,空气中的水汽容易凝结,但由于辐射冷却比较慢和形成的大气层结稳定,因而只能形成雾、霜、露。
(1)实例分析
2017年1月3日一场辐射雾突袭,郑州出现'魔幻场景'。上图是3日上午9时30分,记者在郑州东站附近拍摄的照片,图中双子塔烟雾缭绕。据悉,辐射雾是指由于地表辐射冷却作用使地面气层水汽凝结而形成的雾。辐射雾主要出现在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨,随着太阳的升高,地面温度上升,辐射雾也会立即蒸发消散。
(2) 季节性和日变化
秋冬季居多;多在下半夜到清晨,日出前后最浓,白天辐射升温逐渐消散。
(3)形成条件
1.水汽条件
近地面层水汽充沛时,气温稍有下降就会使水汽凝结。湿度越大、湿层越厚,就越有利于形成雾。当空气被雨和潮湿的地面增湿以后,对形成此类雾特别有利。
2.层结条件
近地面气层比较稳定或有逆温存在时,就有利于水汽和尘埃杂质的聚集,如又有辐射冷却作用便易于水汽凝结形成雾。当气层不稳定时,就有利于上下层热量的交换和水汽扩散,而不利于雾的形成。
3.风力条件
静风有利于形成露、霜或浅雾,但不利于形成雾;微风(1-3米/秒)对雾的形成最有利。要形成一定强度及一定厚度的辐射雾,仅有辐射冷却还不够,还必须有适度的垂直混合作用相配合,以便形成较厚的冷却层。空气静稳时,垂直混合太弱,不利于形成辐射雾,而风速过大(>3米/秒)及温度层结不很稳定时,垂直混合又太强,也不利于形成辐射雾。
辐射差额是指物体辐射能收入与支出的差值。差额为正时,物体有热量盈余,温度将升高;反之,则温度降低;若收支相等,则称为辐射平衡。地—气系统的辐射收入部分是地面和大气吸收的太阳辐射;支出部分为辐射到宇宙空间去的地面和大气的长波辐射。读图回答1~2题。
1.有关全球地—气系统年辐射差额描述正确的是 ( )
A.由沿海到内陆逐渐递减
B.由低纬向高纬递增
C.随海拔的递增而递减
D.全球地—气系统热量收支平衡
2.沙漠地区年辐射差额往往呈负值的原因跟下列哪些因素有关( )
A.太阳辐射总量大于其他地区
B.海拔高,大气稀薄,保温作用差
C.地面辐射强且地面反射率高
D.远离海洋,年降水量小
【答案】1.D 2.C
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