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太阳辐射(7)

时间:2010-01-29 02:11 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  按此,其诺模图如图5-7。

  4.反射辐射

  到达地面的太阳辐射,由于各种自然表面的特征,会产生不同程度的反射辐射,致使一部分太阳辐射的能量又返回空间。反射辐射的数量,主要由地表面的反射率确定。地表面的反射率相差很大,即使对同一种表面而言,太阳辐射能中不同波长范围的反射率也是不同的。一般地,在可见光波谱范围内,反射率约为5~10%,在近红外波长范围内(0.7~1.5μ),反射率可达30~50%;而在1.5~4.0μ波长范围内的远红外区,反射率又有某种程度的降低。现列出一些主要自然表面的反射率进行比较,并作为使用时的参考。

  

  使用表5-7所列数据时要特别谨慎,因为地表面覆盖物的数量、颜色、性状、其上植物的年龄、太阳高度角的变化、植物体含水分程度等,均可以对反射率的数值产生影响。高层植物冠丛与水面的反射率,与太阳的高度角尤其有着密切的依存关系。比耳(Beer)在1944年就指出,以水面的反射率变化作为代表,它取决于入射射线的角度,在60~90°时,水面的反射率约为0.04,但当入射角下降到5°时,反射率即急剧增大9倍,为0.39。因此当太阳高度角低于45°时,使用上表所列各项数据,更应特别注意,因为所列的反射率值大都是在高的太阳高度角时测定的。

  在组成太阳辐射能的各个分量中,反射辐射常是人类比较容易改变和控制的一个环节,它直接影响一个地区收入太阳辐射能量的多少。因此,人类在广泛的改造自然的活动中,对此项的大小给予了特别的兴趣。例如荒地的开垦,森林的采伐,水库的修建,沼泽的排干,作物的倒茬等,对下垫面反射率的改变均是显著的。联邦德国的两位科学家巴实等(Bach和Schwanhausser)于1978年所发表的论文中就曾指出:过度的放牧将使地面的反射率由原来的19%提高到35%。至于森林的滥伐,也会通过反射率的改变而导致严重的后果,即随着反射率的增高而使温度降低。弗罗恩(Flohn)1977年的计算说明,全球规模的森林滥伐可使地表反射率平均增加1.4%,而仅此一项即可产生全球的表面温度平均下降0.23℃的后果。

  同时,反射率的大小,又是地面状况的主要参数之一。众所周知,地面状况对大气环流将会产生显著效应。地面上雪和冰区的范围,必然对应着高空西风带中的低压槽。这一观测到的现象,很好地说明了热力的惯性作用,由于水的比热较大以及冰雪融化时的潜热释放,造成了上述现象。

  纳米亚斯曾用经常为雪覆盖的地面所能引起的热力偏差,说明地表状况对热力的影响。他以1960年洛基山以东的美国地区为例:在这一年的2月中旬到3月中旬,该地区的地面一直保持有积雪,引起过几次高气压的爆发,使得地面持继地吹着偏北风,并使得积雪位置达到北纬36度(比常年偏南)。这是由于在积雪区域以南的地面反射率小,吸收太阳辐射能量多,平均达到300卡/平方厘米·日;而为冰雪所覆盖的区域,反射率大,致使它对太阳辐射的接受损失了80%,遂使得这一部分大陆比正常季度所能吸收的热量小得多。

  5.地面的和大气的长波辐射

  地表面吸收了太阳辐射能后,温度升高,根据斯蒂芬定律,必然要向大气及外部空间发射能量,此即地面的长波辐射。此外,由空气分子、空气中所含的水汽及气溶胶微粒等组成的大气,在选择吸收了一部分辐射能后(这部分辐射能主要是由地面发射出的长波辐射,以及水汽凝结时放出的蒸发潜热),提高了大气的平均温度,它本身必然也要产生长波辐射,此即大气的长波辐射。大气长波辐射的方向既指向外部空间,同时亦有一部分指向地面,这种再回到地面的大气长波辐射称为大气逆辐射。
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