太阳辐射与热量
第三讲-太阳辐射
第三讲 太阳辐射及大气受热过程基础知识一、太阳辐射：太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。
二、太阳辐射的能量来源：太阳中心的核聚变反应（4个氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量） 三、太阳辐射的特点：太阳辐射是短波辐射，能量主要集中在波长较短的可见光部分。
四、太阳辐射的意义：（1）太阳辐射对地球的影响：①太阳直接为地球提供了光、热资源，地球上生物的的生长发育离不开太阳。
②太阳辐射能维持着地表温度，是促进地球水、大气运动和生物活动的主要动力。
③作为工业主要能源的煤、石油等矿物燃料，是地质历史时期生物固定、积累下来的太阳能。
④太阳辐射能是我们日常生活和生产所用的能源，是太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的能量来源。
（2）我国年太阳能的地区分布及影响因素①太阳能最丰富地区：青藏高原。
原因：海拔高，空气稀薄，空气中水气少，尘埃少，透明度好，太阳辐射强，日照时间长。
②太阳能贫乏地区：四川盆地、云贵高原等。
原因：阴雨天多，云雾大，较多地削弱了太阳辐射。
五、太阳年辐射总量的影响因素及空间分布： 1.影响太阳辐射量的因素:2．我国年太阳辐射总量的空间分布我国年太阳辐射总量的分布，从总体上看，是从东部沿海向西部内陆逐渐增强。
高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地，具体分布如下图所示：六、全球年太阳辐射的分布：全球年太阳辐射量大体从低纬度地区向高纬度地区递减，南、北半球纬度值相同的地区太阳辐射量随月份变化的规律相反，但不同季节表现出的结果并不相同。
如图所示。
七、我国太阳辐射的分布：我国太阳辐射分布的高值和低值中心均位于北纬 22。
～35。
之间；在北纬30。
～40。
地区，随纬度增高太阳辐射增加。
具体分布如图所示。
达标训练1.例下图是M、N两地太阳辐射的年变化示意图（1）M地最可能位于( )A．赤道 B．回归线C．极圈 D．极点（2）N地五月一日时昼夜状况是( )A．昼长夜短 B．昼短夜长C．极昼 D．极夜（3）5～7月间，N地获得的太阳辐射较M地多，最主要影响因素是( )A．太阳高度角 B．昼夜长短C．天气状况 D．地面状况2. 下图表示“27°N某地坡向（坡度为10°）对地表获得太阳辐射的影响”，纵坐标表示该地坡面与地平面获得太阳辐射量的比值（仅考虑地球运动和地形因素）。
热的辐射与温度的关系
热的辐射与温度的关系辐射是物体通过振动的电磁波在空间中传播的过程，是一种重要的热传递方式。
辐射能够带走物体的热能，从而影响物体的温度。
本文将探讨热的辐射与温度之间的关系。
一、辐射的基本原理热辐射是由物体内部分子或原子的振动和电子的跃迁引起的，它会以电磁波的形式向外辐射能量。
根据普朗克的量子理论，辐射能量与频率和温度之间存在着关系。
普朗克曾提出一个公式，描述了黑体辐射的能量与频率之间的关系，即普朗克定律。
这个定律为后来的研究者奠定了辐射热力学的基础。
二、斯特藩-玻尔兹曼定律斯特藩-玻尔兹曼定律是描述物体辐射功率与温度的关系的公式。
根据该定律，物体单位面积发射的辐射功率与物体的温度的四次方成正比。
这意味着，当物体的温度升高时，其辐射功率将大幅增加。
而辐射功率的增加，意味着物体散发的热量更多，从而使物体的温度上升。
三、斯特藩-玻尔兹曼定律的应用由斯特藩-玻尔兹曼定律可知，辐射功率正比于温度的四次方。
因此，在实际应用中，可以通过控制物体的温度来达到控制辐射功率的目的。
1. 太阳辐射太阳是地球上最重要的热源之一，其辐射出的能量直接影响着地球的温度和气候。
太阳辐射的强弱取决于太阳表面的温度，太阳表面温度的增加会导致太阳辐射能量的增加，从而使得地球上的气温也随之升高。
2. 材料处理和工业加热根据斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与温度的四次方成正比。
因此，在材料处理和工业加热过程中，可以通过提高物体的温度，以增加辐射功率，实现对材料的加热和处理。
3. 辐射散热在一些情况下，需要通过散热来降低物体的温度。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，辐射功率与温度的四次方成正比，因此可以通过增大散热物体的表面积，提高辐射散热功率，从而达到降低温度的目的。
四、辐射与其他传热方式的比较辐射作为一种热传递方式，与传导和对流相比具有其独特的特点。
辐射能够在真空中传播，不需要介质作为媒介，因此可以在真空中传递热量。
此外，由于辐射的能量传递与物体之间的距离的平方成反比，因此在远离物体的地方，辐射热传递会变得非常微弱。
太阳辐射与全球能量平衡
太阳辐射与全球能量平衡太阳辐射是地球上所有能量的主要来源。
它的影响深远，直接关系到全球能量平衡的维持。
在这篇文章中，我们将探讨太阳辐射对地球能量平衡的影响及其重要性。
首先，让我们了解太阳辐射的性质。
太阳辐射是指来自太阳的能量，包括可见光、紫外线和红外线辐射。
太阳辐射以电磁波的形式传播，到达地球时，大部分可见光被大气吸收、反射或散射，只有一小部分能够穿透大气层并到达地面。
太阳辐射的强度受多种因素影响，如地球与太阳之间的距离、大气层的成分和云覆盖等。
太阳辐射对地球能量平衡的影响是多方面的。
首先，太阳辐射提供了地球上所有生物的能量来源。
光合作用是指植物利用太阳辐射将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这些有机物质维持了地球上生态系统的稳定，提供了动植物的生存和发展所需的养分。
其次，太阳辐射也是地球气候系统的驱动力。
太阳辐射的变化会导致地球的气候变化。
例如，太阳活动周期的变化会引起地球的温度变化，进而影响全球气候模式的形成和演变。
太阳辐射还是全球水循环的重要因素，它加热了地球上的水体，使水从地表蒸发并形成云、降水等。
此外，太阳辐射的分布不均匀性也对全球能量平衡产生影响。
由于地球形状的不规则性，太阳辐射在地球不同地区的分布不均匀。
赤道地区受到的太阳辐射最强，而极地地区辐射最弱。
这种不均匀分布导致了不同地区的气候差异，形成了热带、温带和寒带等气候带。
全球能量平衡是指地球表面吸收的太阳辐射与地球释放的热量之间的平衡状态。
这一平衡状态对地球的温度、天气和气候等方面具有重要影响。
当全球能量平衡失衡时，会引发气候变化，例如全球变暖。
过去几十年来，人类活动引起的温室气体排放导致了全球能量平衡的失衡，进而导致全球气候变暖的现象。
为了维持全球能量平衡，人类需要采取措施减少对环境的不良影响。
减少温室气体排放、推广可再生能源、保护森林等都是有效的方法。
此外，加强对太阳辐射的科学研究，了解其变化规律和对地球的影响，有助于预测和应对气候变化。
太阳热转换效率计算公式
太阳热转换效率计算公式太阳能是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于热水供应、电力发电等领域。
太阳热转换效率是评价太阳能利用技术性能的重要指标，它反映了太阳能转换器将太阳辐射能转化为热能的能力。
本文将介绍太阳热转换效率的计算公式及其影响因素。
太阳热转换效率的计算公式如下：η = (Q / A) / (G τ)。
其中，η为太阳热转换效率，Q为太阳能转换器输出的热量，A为太阳能转换器的有效面积，G为单位面积的太阳辐射能流密度，τ为太阳能转换器的光热转换效率。
从公式中可以看出，太阳热转换效率受到太阳能转换器的光热转换效率、太阳辐射能流密度以及太阳能转换器的有效面积等因素的影响。
下面将分别介绍这些影响因素。
首先，太阳能转换器的光热转换效率是影响太阳热转换效率的重要因素。
光热转换效率是指太阳能转换器将太阳辐射能转化为热能的能力，它取决于太阳能转换器的材料、结构以及工艺等因素。
提高太阳能转换器的光热转换效率是提高太阳热转换效率的关键。
其次，太阳辐射能流密度也是影响太阳热转换效率的重要因素。
太阳辐射能流密度是指单位面积上的太阳辐射能量，它取决于太阳辐射能量的强度、太阳的入射角以及大气的透过率等因素。
在不同的时间和地点，太阳辐射能流密度会有所不同，因此需要根据具体的情况进行调整。
最后，太阳能转换器的有效面积也会影响太阳热转换效率。
有效面积是指太阳能转换器可以接收太阳辐射能的面积，它取决于太阳能转换器的尺寸、布局以及遮挡等因素。
提高太阳能转换器的有效面积可以提高太阳热转换效率。
总的来说，太阳热转换效率是一个综合性指标，受到多种因素的影响。
要提高太阳热转换效率，需要综合考虑太阳能转换器的光热转换效率、太阳辐射能流密度以及太阳能转换器的有效面积等因素，并采取相应的措施进行优化。
在实际应用中，我们可以通过对太阳能转换器的材料、结构和工艺进行改进，提高其光热转换效率；通过合理布局和设计太阳能转换器，使其能够更充分地接收太阳辐射能；通过调整太阳能转换器的尺寸和布局，提高其有效面积。
太阳辐射示意图
太阳辐射示意图
太阳是我们太阳系中的恒星，由于太阳的辐射，地球上才有了温度和光线。
太
阳的辐射对地球的生态系统和气候有着深远的影响。
在太阳系中，太阳是最重要的光源，通过太阳的辐射，地球上的生物才得以生存。
太阳辐射的组成
太阳的辐射主要包括三种类型：可见光、紫外线和红外线。
其中，可见光是人
类能够看到的光线，紫外线和红外线则是人类肉眼无法直接感知到的部分。
这三种光线组成了太阳的辐射谱，通过这种辐射，太阳向地球传递能量。
太阳辐射在地球大气中的传播
太阳的辐射通过太空传播到地球大气层。
在大气中，一部分辐射被反射、散射
或吸收，而另一部分辐射穿透大气层，到达地表。
这样，地球表面就获得了太阳的光线和热量。
太阳的辐射对地球温室效应和气候变化有着至关重要的作用。
太阳辐射示意图
太阳辐射示意图是一种图示，用来展示太阳的辐射在地球大气中的传播过程。
通过太阳辐射示意图，可以清晰地了解太阳的辐射谱和在地球大气层中的不同反应。
这种视觉化的展示方式使人们更容易理解太阳的能量如何影响地球。
结语
太阳辐射示意图的制作和使用有助于增进人们对太阳辐射及其在地球大气中的
传播过程的理解。
通过对太阳辐射的认识，我们可以更好地理解太阳对地球生态系统和气候的重要性，进而采取相应的措施来保护环境和气候。
希望通过本文对太阳辐射示意图的介绍，读者能够对此有更深入的了解。
太阳辐射和温度的关系
太阳辐射和温度的关系
1太阳辐射与温度关系
太阳能是对地球“恒温”很重要的因素。
首先，它会影响陆地、海洋和大气层与太阳的相互作用，并产生热量进入地球的大气和海洋。
太阳辐射的能量会首先到达大气层的上层，其中大部分会被空气吸收，通过发射热量到地球的天空和表面，从而把太阳辐射变成地表热量。
另一方面，太阳辐射对温度也有显著影响。
一般地，太阳辐射可以使温度增加，并且热量可以通过辐射、对流和潜热散失等三种途径不断地移动。
温度的变化是由太阳辐射、地表反射率以及大气层厚度等决定的。
再者，太阳能还可以有利于气候的形成和变化，它会影响对流、蒸发及降水的分布，影响温度、气压和极流的变化。
另外，它也是影响云量分布和形成的重要因素。
因此，太阳辐射与温度之间存在着非常密切的关系。
这种关系，既影响着太阳辐射的数量，又影响着温度的变化，所以太阳辐射与温度之间形成了非常紧密的相互作用。
它们之间的反馈规律对于解释地球温度及其变化起着极其重要的作用。
总之，太阳辐射及其对温度的影响，在地球气候变化过程中扮演着重要的角色，因此我们需要研究和认识它们之间的关系，以更好地提升人类的气候认知，最好的控制大气变化的过程。
太阳能热利用
• 盐水池中随着深度的增加温度也在增加，池底温度高于池 表面温度，因此可以利用池底这部分热能，使水分蒸发。
卤水、海水或含盐水浓缩到某一盐分达到该温度下条件下 的饱和度，甚至过饱和时，该组分以固体盐（或水和盐， 甚至水合复盐）的形式析出，达到从多组分复杂卤水、海 水或含盐水相中分离某种盐类。
二、太阳能热发电技术
2.2 太阳能热动力发电
• 太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并 通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方 面。
目前主要热力 发电装置： 槽式 塔式 碟（盘）式
太阳能高温利用示例——集中热动力发电
3.1 槽式太阳能热电系统
• 抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的接收器 上，将管内的传热工质加热，产生高温水蒸气， 推动汽轮发电机发电。
带集热墙式的被动式太阳房
2 太阳能热水系统
• 太阳能热水系统主要讨论太阳能热水器。
• 太阳能热水器是目前太阳能热利用技术领域商业化程 度最高、推广应用最普遍的技术。 • 太阳能热水系统主要元件有三部分：集热器、蓄热器 (储能装置)和循环管路及控制系统。
• 按流体的流动方式可分为循环式、直流式和闷晒式系 统；按照形成水循环的动力，循环式又分为自然循环 式和强制循环式。
一、太阳能直接热利用
1 太阳能供暖技术
• 太阳能采暖技术直接利用太阳辐射能供暖，也称太阳房 (Solar House)。 • 现代技术不断扩展和完善太阳能的功能，新式太阳房具有 太阳能收集器、热储存器、辅助能源系统和室内暖房风扇 系统，可以节能75－90%。 • 太阳房具有良好的环境效益和经济效益，与建筑设计有机 结合，日益成为太阳能利用的重要领域。
图9 槽式太阳能热电系统原理图
槽式太阳能热电厂
太阳能集热 温度
太阳能集热温度太阳能集热是一种利用太阳辐射能源的环保技术，通过集热器将太阳辐射转化为热能，广泛应用于供暖、热水等领域。
温度是太阳能集热效果的重要指标之一，直接影响能源的转化效率。
本文将深度分析太阳能集热与温度之间的关系，探讨温度对太阳能集热系统性能的影响。
一、太阳能集热原理：太阳能集热利用太阳辐射的光热转换过程。
集热器通过吸收太阳辐射，将光能转化为热能，提高工作介质的温度。
太阳能集热系统一般包括集热器、传热系统和能量储存系统。
二、温度与集热效率的关系：光吸收效率：集热器表面的温度直接影响光吸收效率。
温度升高，集热器对太阳辐射的吸收效率通常会下降，因为高温下表面反射和散射会增加。
传热效率：集热器内部工作介质的温度对传热效率有显著影响。
随着温度升高，传热效率通常会提高，但过高的温度也可能导致传热介质的过热损失增加。
热损失：高温下，集热器表面与周围环境的热损失增加。
因此，在高温环境下，需采用绝热材料减少热损失，提高集热效率。
三、温度与工作介质的选择：工作介质的种类：温度直接影响工作介质的选择。
低温条件下，常用的工作介质包括水和空气；高温条件下，可能需要采用高温油或其他特殊工质。
相变材料的应用：在一些集热系统中，通过相变材料可以更好地应对温度变化。
相变材料在相变时吸收或释放大量热量，起到调节温度的作用。
四、太阳能集热系统的升温问题：集热系统过热：在高温天气或光照较强的条件下，集热系统可能会出现过热现象。
此时需要采取降温措施，如增加散热表面、调整流体循环速度等。
过高温度对设备的影响：高温可能对太阳能集热系统的各个部件产生不利影响，包括光热转换表面的损伤、传热系统的性能下降等。
因此，在设计中需要考虑系统的耐高温性能。
五、温度与季节、地域的关系：季节变化：季节变化直接影响太阳能集热系统的温度。
在冬季，太阳辐射较弱，温度较低，需要通过优化设计提高效率；夏季则需应对高温和高辐射。
地域差异：不同地域的气候条件也会对太阳能集热系统的性能产生影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
影响太阳辐射强弱的因素（光照强弱的因素）
1.纬度：纬度越低，正午太阳高度越大，太阳 辐射强度越大。 2．气候（天气）状况： 晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太 阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就 强；反之就弱。
3．地形： a.海拔高低--海拔高，空气稀薄，大气对太 阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强； 反之，则弱。 b.迎风坡和背风坡 扩展：迎风坡和背风坡的概念，背风坡和盐场
长芦盐场 主要分布于河北省和天津市的渤海沿岸。 条件：地势平坦、海滩宽广；风多雨少，日照充足，蒸发旺盛 布袋盐场 在台湾岛西南沿海。 条件：沙滩广布，地势缓斜，河流注入淡水量少，季风强劲，冬半年 干燥少雨，日照长，气温高，蒸发快，海水含盐量高。被人们誉为 “东南盐仓”。 莺歌海盐场 海南岛西南沿海。 海山之间，尖峰岭的连绵群山挡住了来自北方的台风云雨，长年烈日 当空，光热充分。海水含盐度高。
太阳辐射、热量和农业问题
1.西北地区的瓜果为什么比较甜，颗粒饱满（产量高），棉花的 品级为何比我国其他商品棉基地高？地中海的葡萄
温带大陆性气候或者地中海气候，夏季降水少，晴天多，光照强， 昼夜温差大，有利于有机质的积累所以……
2.青藏地区的农业问题
6CO2＋12H2O＝C6H12O6＋6O2 ↑
河谷农业
喜马拉雅山北坡和南坡的雪线比较
喜马拉雅山脉南坡，即是向阳坡，又是迎风坡， 但水份条件的影响超过了热量条件的影响，因 此南坡比北坡雪线低。 永久性雪线问题
方法用山麓夏季的温度，根据每升高1000米气温下降6℃， 推算到0摄氏度地方即是永久性雪线的高度
青藏高原太阳辐射强的原因：
①海拔高，空气稀薄，空气中尘埃含量少，晴天较 多，日照时间较长。 ②大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳 辐射能量多。
（主要解决一、同纬度内陆不同地区的温度；二、不同纬度的地方 如果纬度低的温度低，则影响因素也是地形）
3.洋流 a.暖流增温增湿 b.寒流降温减湿
（主要解决同纬度大陆或大洋东西岸的锋过境前后造成温度下 降，暖锋过境前后造成气温上升 b.天气状况，晴朗的白天要比阴雨的白天温度 高，晚上则相反
影响热量或者气温高低的因素
1.地理位置 a.纬度位置：全球的热量从低纬向高纬递减 b.海陆位置：由于海陆热力性质差异的影响导致同纬 度的陆地和海洋的温度差异
（主要解决纬度不同的地方，纬度低的地方温度高，则影响因素一 般都是纬度或者太阳辐射）
2.地形因素 a.海拔高低：气温随高度升高而降低，6℃/1000米 b.高大地形对冷空气的屏障作用 c.坡向：同一山体，阳坡的温度高于阴坡
影响雪线的高低因素有哪些？
(1)温度（纬度、热量）：雪线高低与气温呈正相关 （一般纬度高雪线低，纬度低，雪线高）。
(2)降水因素：降水量越大，雪线越低；降水量越少， 雪线越高。迎风坡雪线低，背风坡雪线高。 (3)坡向因素：阳坡接受到的太阳辐射较多，气温偏 高，雪线偏高，阴坡相反。
(4)季节因素：夏季气温高，雪线上升；冬季气温较 低，雪线下降。
青藏高原气温低的原因：
由于青藏高原海拔高，高原上空气稀薄，大气层 中云量少，大气逆辐射少，大气的保温作用很差
四川盆地为何比同纬度热量丰富，且是我国纬度 最高的甘蔗基地？
1.盆地地形，地势较低，气温较高 2.北部山地对冷空气的屏障作用
四川盆地成为太阳辐射的低值中心的原因：
盆地地形水汽不易散失，空气中的水汽含量多， 阴天、雾天较多，对太阳辐射削弱作用强，从而造成日 照时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。
4．日照时间：日照时间越长，获得太阳辐射量就越多，反之 则少。（影响日照时间长短的因素：①、昼长；②、地势（地 势高，日出早，日落晚，日照时间长）；③、天气状况。）
5.大气透明度和污染状况
据图分析我国以 下地区的太阳辐 射量分布情况及 影响因素： 1.青藏高原 2.我国西北 3.我国东部地区 4.四川盆地 5.新疆西北部相 对于西北地区来 说分布情况怎样