气候系统的能量平衡
气候变化的主要因素
气候变化的主要因素气候变化是指地球气候系统长期发生的变化，包括气温、降水、风向等方面的变化。
气候变化对人类社会和自然环境都有着深远的影响。
了解气候变化的主要因素，有助于我们更好地应对气候变化带来的挑战。
1. 温室气体排放温室气体是指能够吸收和辐射地球表面长波辐射的气体，包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等。
人类活动是温室气体排放的主要原因，如燃烧化石燃料、森林砍伐和土地利用变化等。
这些温室气体的排放导致大气中温室效应的增强，进而引起地球表面温度的升高，从而影响气候系统。
2. 太阳辐射太阳辐射是地球气候系统的主要能量来源。
太阳辐射的强度和分布会影响地球的气候变化。
太阳活动的周期性变化、太阳辐射的变化以及地球轨道参数的变化等因素都会对太阳辐射的强度和分布产生影响，进而影响地球的气候变化。
3. 大气环流大气环流是指大气中空气的运动方式和规律。
大气环流的变化会导致气候的变化。
例如，厄尔尼诺现象是指赤道太平洋海温异常升高，引起全球大气环流的变化，从而影响全球气候。
大气环流的变化受到多种因素的影响，包括海洋温度、地形、地球自转等。
4. 地球表面特征地球表面的特征，如陆地分布、海洋分布、冰雪覆盖等，对气候变化有着重要的影响。
例如，高山地区的冰川融化会导致海平面上升，进而影响气候系统。
地球表面特征的变化会改变地表的反射率、吸收和释放热量的能力，从而影响气候系统的能量平衡。
5. 人类活动除了温室气体排放外，人类活动还通过改变土地利用、森林砍伐、城市化等方式对气候变化产生影响。
例如，大规模的森林砍伐会导致土壤水分的减少，进而影响降水模式。
人类活动对气候变化的影响是多方面的，需要综合考虑。
综上所述，气候变化的主要因素包括温室气体排放、太阳辐射、大气环流、地球表面特征和人类活动等。
这些因素相互作用，共同影响着地球的气候变化。
了解这些因素的作用机制和相互关系，有助于我们更好地理解和应对气候变化的挑战。
气候科学的模型与预测
气候科学的模型与预测气候变化是当前全球关注的焦点之一，了解气候科学的模型与预测对于我们更好地应对气候变化问题具有重要意义。
气候科学通过建立模型来研究过去、现在和未来的气候变化趋势，为全球的决策制定者提供科学依据。
本文将介绍气候科学模型的基本原理、类型和预测的局限性。
一、气候科学模型的基本原理气候科学模型是基于物理学原理和数学方法建立的计算机模拟系统，旨在模拟大气、海洋、陆地、冰雪等要素间复杂的相互作用过程，以得出对气候系统变化的预测。
模型的建立涉及许多参数、方程和假设，其中最核心的是能量平衡、物质交换和动力平衡的描述。
首先，能量平衡是模型中的基本原理之一。
模型通过计算和平衡太阳辐射的输入和地球表面、大气、海洋等系统之间的能量交换，确定系统的温度分布、热量传输和垂直运动等。
其次，物质交换原理也是模型中的重要组成部分。
根据地球系统的不同要素和成分间的交换过程，模型考虑了大气中的水汽含量、云量、植被生长等特征，并对其进行模拟和预测。
最后，动力平衡原理指的是气候系统中的空气、水和能量等的运动过程。
模型考虑大气和海洋中的大尺度环流、洋流和对流等过程，以预测气候系统的演变趋势。
二、气候科学模型的类型根据研究的尺度和目标，气候科学模型可以分为全球气候模型、区域气候模型和天气模型等多种类型。
全球气候模型是最常见和广泛应用的模型，其以地球全球尺度为研究对象，对全球范围内的气候变化进行预测。
区域气候模型则着重于研究特定地区的气候特征与变化规律，可以提供更精细的预测结果。
而天气模型则更注重对短期气象变化的预测，以小时、日、周为单位。
此外，气候科学模型也可以根据模拟的时间尺度分为静态和动态模型。
静态模型通过忽略时间变化，仅研究气候变量间的空间分布关系；而动态模型则考虑了时间变化的对气候系统的影响，因此可以更准确地描述和预测气候系统的演变。
三、气候科学模型的预测局限性尽管气候科学模型在预测气候变化方面发挥了重要作用，但其仍然存在一些局限性需要我们认识和理解。
地球气候系统能量收支平衡
地球气候系统能量收支平衡地球气候系统能量收支平衡地球气候系统能量收支平衡是指地球上能量的输入和输出之间的平衡。
这个平衡对于地球的气候和生态系统的稳定起着至关重要的作用。
地球气候系统主要接收来自太阳的能量。
太阳辐射的能量以电磁波的形式通过太空传递到地球上。
其中大部分能量以可见光的形式照射到地球表面，被陆地、海洋和大气层吸收。
地球上的植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，进而支持整个生态系统的运转。
另外，地球上的陆地和海洋还吸收和储存了大量的太阳能量。
然而，地球也向宇宙传递能量。
这主要通过地球的辐射来实现。
地球吸收太阳辐射后，会以辐射的形式向外界释放热量。
地球表面的辐射主要是以红外线的形式释放，一部分由大气层吸收，一部分则逃逸到太空中。
地球气候系统能量的输入和输出需要保持平衡，否则会对地球的气候产生重大影响。
如果输入的能量多于输出的能量，地球会变热，导致全球气温上升。
这就是我们所说的全球变暖。
全球变暖会引发一系列问题，如冰川融化、海平面上升、极端天气事件增多等。
相反，如果输出的能量多于输入的能量，地球会变冷，导致全球气温下降。
这种情况下，地球可能会进入一个寒冷的气候阶段，也就是我们所说的冰河时期。
为了维持地球气候系统能量的平衡，我们需要注意能源的使用和保护。
通过减少化石燃料的使用，转向可再生能源，如太阳能和风能，可以减少温室气体的排放，降低全球变暖的风险。
此外，保护森林和海洋也能够帮助吸收和储存更多的能量，维持地球气候系统的平衡。
总而言之，地球气候系统能量收支平衡是地球气候稳定的基础。
只有保持能量的平衡，我们才能够维持一个适宜的气候环境，保护地球的生态系统和人类的生存。
因此，我们每个人都应该意识到能源的重要性，采取行动减少能源消耗，保护我们共同的家园。
地球能量收支平衡！
地球能量收⽀平衡！ 辐射平衡在某⼀段时间内物体辐射收⼊与⽀出的差值称为辐射平衡或辐射差额。
当物体收⼊的辐射⼤于⽀出时，辐射平衡为正；反之，为负。
在⼀天内，辐射平衡在⽩天为正值，夜间为负值。
由于太阳能在所有影响地球表⾯的能量中占有绝对主导的地位，因此影响地球表⾯热量平衡的主导因素是太阳辐射。
忽略其他因素，关于全球的热量平衡问题可以从以下⼏个⽅⾯来考虑：第⼀：如果把地球表⾯和⼤⽓（地⽓系统）看作⼀个整体的话，其热量收⽀为：输⼊：太阳辐射100⽀出：地⾯和⼤⽓反射34+⼤⽓射向宇宙空间部分60+地⾯辐射直接射向宇宙空间部分6=100整体收⽀平衡。
第⼆：单独研究⼤⽓的收⽀状况：收⼊：吸收太阳辐射19+地⾯潜热输送23+地⾯湍流输送10+吸收地⾯辐射114=166⽀出：⼤⽓辐射向宇宙空间60+⼤⽓射向地球表⾯（⼤⽓逆辐射）106=166⼤⽓系统热量收⽀平衡。
第三：单独研究地⾯系统的收⽀状况：收⼊：吸收太阳辐射47+吸收⼤⽓逆辐射106=153⽀出：潜热输送23+湍流输送10+地⾯辐射120=153地⾯系统热量收⽀平衡。
注：地⾯辐射和⼤⽓辐射之所以都会⼤于100是因为它们之间的热量输送⼤部分是相互的，这种情况下整个地⽓系统真正损失的热量并不多。
美国航空航天局(NASA)⼽达德空间研究所的著名⽓候变化科学家James Hansen等⼈最近在“科学”杂志上发表论⽂,介绍考虑了温室⽓体增加和⽓溶胶的⽓候模式模拟的结果。
计算表明,地球现在每平⽅⽶从太阳吸收的能量⽐反射到太空的能量⾼出0.85±。
这⼀能量不平衡被过去10年对海洋热容量增加的精确测量证实。
⽂章认为,地球的⽓候系统有明显的热惯性特征,由于温室⽓体增加所致的⽓温升⾼会有滞后现象,这⼀点对政策决策者有重要意义,如果现在采取适当措施减少温室⽓体排放,则⽓温上升势头会得到遏⽌,否则热惯性意味着⽓温将会继续上升.。
《现代气候学(Ⅱ)》课程笔记
《现代气候学（Ⅱ）》课程笔记第一章：引论一、气候学的定义和重要性1. 定义：气候学是研究地球气候系统及其变化规律的学科，包括大气圈、水圈、冰冻圈、陆地表面和生物圈等多个组成部分。
2. 重要性：气候对人类活动、生态系统、水资源、农业生产等具有重要影响。
了解气候规律，有助于应对和适应气候变化，减轻气候灾害带来的损失。
二、气候学的研究方法1. 观测：通过地面气象站、卫星、雷达等手段收集气候数据，包括气温、降水、风速、湿度等。
2. 模式模拟：利用气候模式对气候系统进行数值模拟，研究气候形成和变化过程。
3. 气候重建：通过地质、生物等手段，恢复过去气候状况，了解气候演变历史。
4. 气候情景预测：基于气候模式，预测未来气候发展趋势和变化趋势。
三、气候系统的基本组成1. 大气圈：地球外围的气体层，包括对流层、平流层等，对气候形成和变化具有重要影响。
2. 水圈：地球上的水资源，包括海洋、湖泊、河流、地下水、冰雪等，参与水循环，影响气候。
3. 冰冻圈：地球上的冰雪资源，包括冰川、冰盖、冻土等，对气候形成和变化具有重要影响。
4. 陆地表面：地球表面的陆地，包括山地、平原、沙漠等，对气候形成和变化产生影响。
5. 生物圈：地球上的生物体系，包括植被、动物、微生物等，参与碳循环、水循环等，影响气候。
四、气候系统的能量平衡1. 太阳辐射：地球气候系统的能量主要来源于太阳辐射，包括短波辐射和长波辐射。
2. 地球辐射：地球表面和大气层向外辐射能量，维持地球气候系统的能量平衡。
3. 能量传输：大气圈、水圈等通过热量传递、水汽输送等过程，实现能量的传输和分配。
五、气候变化与人类活动1. 自然因素：太阳辐射、火山爆发、地球轨道参数变化等自然因素导致气候波动。
2. 人类活动：工业发展、土地利用变化、化石燃料燃烧等人类活动对气候产生影响。
3. 气候变化：全球变暖、极端气候事件频发、海平面上升等气候变化现象。
4. 应对策略：低碳发展、节能减排、适应性措施等应对气候变化的策略。
气候系统的物理机制分析
气候系统的物理机制分析气候是地球上的一个复杂而广泛的系统，它包括了大气、海洋、陆地以及冰层等多个领域。
随着人类活动的不断增加，气候系统也面临着许多挑战，其中包括气温上升、极端天气事件增加等问题。
为了更好地应对气候变化的挑战，我们需要深入了解气候系统的物理机制。
气候系统的物理机制主要包括辐射平衡、能量平衡、动力平衡和水平衡等方面。
其中辐射平衡是气候系统中最基本的物理机制之一。
它涉及到太阳辐射和地球辐射之间的平衡关系。
在气候系统中，太阳辐射是最主要的能量来源。
当太阳辐射到达地球时，一部分被大气折射、散射或反射，另一部分则穿透大气层，到达地球表面。
地球表面吸收了太阳辐射后，会重新辐射出远红外线，其中一部分由大气层吸收，另一部分则向外辐射。
如果地球吸收的太阳辐射和地球向外辐射的远红外线之间达到平衡，那么气候系统就成为了辐射平衡的状态。
然而，由于人类活动导致了大气层中温室气体的增加，这些温室气体可以吸收地球向外辐射的远红外线，从而影响辐射平衡。
如果地球吸收太阳辐射的量比地球向外辐射的远红外线的量要多，那么气温就会上升，这就是所谓的温室效应。
除了辐射平衡外，能量平衡也是气候系统中的重要物理机制。
能量平衡涉及到大气层中传输的能量，以及陆地和海洋表面的能量吸收、释放和传输等方面。
当太阳辐射到达地球表面后，陆地和海洋表面会吸收其中的一部分，而另一部分则被反射回大气层。
吸收的能量会转化为热能，并通过大气层向外传输。
在气候系统中，动力平衡也是非常重要的物理机制之一。
动力平衡涉及到大气层中的风力和气压变化等因素。
当太阳辐射到达地球表面后，吸收太阳辐射的区域会变得温暖，这些温暖的区域会导致周围大气层中的气体膨胀，从而产生气压差，这就是所谓的热力作用。
气压差会导致空气向着低气压的方向流动，形成风。
通过这种方式，地球的气候系统能够维持一种相对稳定的气流环境。
最后一个重要的物理机制是水平衡。
水平衡是指大气、海洋和陆地之间的水分平衡。
碳循环与全球气候变化之间联系深究
碳循环与全球气候变化之间联系深究全球气候变化是当今世界面临的重大挑战之一，其对人类社会和自然环境的影响不可忽视。
而碳循环，作为地球系统中的重要环节，与全球气候变化密切相关。
本文将深入探讨碳循环与全球气候变化之间的联系，探索碳循环对全球气候变化的影响和反馈机制。
碳循环是指地球上碳元素在不同媒介之间的循环过程，包括陆地、海洋、大气和生物圈之间的相互作用。
碳元素以不同形式存在，如气态二氧化碳（CO2）、生物质、土壤有机质等。
这些碳元素通过生物、物理和化学过程在不同媒介之间进行交换和转化，构成了复杂而精密的碳循环系统。
全球气候变化主要与大气中的温室气体浓度增加有关，其中CO2是最主要的温室气体之一。
CO2的排放主要来自于化石燃料的燃烧、森林砍伐和土地利用变化等人类活动。
在这个过程中，碳循环起着重要的作用。
首先，碳循环参与了全球CO2的源与汇的动态平衡。
陆地植被通过光合作用吸收大量的CO2，将其转化为有机碳，一部分被储存在植物体内，一部分被运输至地下，被埋藏为煤炭、石油和天然气等化石燃料。
当森林被砍伐或土地发生利用变化时，储存的有机碳释放为CO2，加速了大气中CO2的积累。
此外，海洋作为碳汇，吸收了大量的CO2，但随着大气中CO2的增加，海洋的吸收能力正在下降，导致海水酸化。
其次，碳循环影响着气候系统的能量平衡。
大气中的CO2和其他温室气体可以吸收地球辐射的一部分，并将其重新辐射回地球表面，使得地球的温度上升，形成温室效应。
在这个过程中，碳循环的影响体现在陆地和海洋的表面反射和吸收辐射能力上。
森林覆盖的减少和冰雪消融导致地球表面的反射能力下降，从而进一步加剧了温室效应。
此外，碳循环还参与了气候系统中的正反馈循环，进一步影响全球气候变化的速率和程度。
正反馈循环是指系统变化引起的影响进一步加剧原系统变化的过程。
在全球气候变化中，温度的升高导致冰雪融化和海洋酸化，进而加速地球表面的升温，形成正反馈循环。
碳循环在这个过程中又起到了重要作用。
大气辐射传输与能量平衡
大气辐射传输与能量平衡大气辐射传输和能量平衡是地球气候系统中的重要组成部分，它们对大气、海洋和陆地的热力平衡起着至关重要的作用。
本文将从辐射传输的基本原理开始，逐步探讨大气辐射传输与能量平衡的关系。
1. 大气辐射传输的基本原理大气辐射传输是指太阳辐射穿过大气层并到达地球表面的过程，以及地球表面反射、散射和向大气层发出的辐射传播的过程。
在这个过程中，太阳辐射经过大气层时会被散射、吸收和反射，地球表面则会反射、辐射和传导能量。
大气辐射传输的理论基础主要建立在辐射传输方程上，该方程描述了辐射传输过程中能量的变化。
2. 大气辐射传输与能量平衡的关系大气辐射传输的特点决定了能量平衡在地球气候系统中的重要性。
通过大气辐射传输，太阳能量从太阳辐射源传至地球，其中一部分被大气层吸收，一部分被散射和反射，最后到达地球表面。
地球表面吸收来自太阳辐射的能量，然后通过辐射、传导和对流的方式向大气层释放能量。
大气辐射传输和能量平衡之间的关系在维持地球气候系统的热力平衡方面起着至关重要的作用。
3. 大气辐射传输的影响因素大气辐射传输受多种因素影响，包括大气成分、云层、大气湍流等。
大气成分（如水蒸气、二氧化碳、氧气等）对辐射传输的影响主要体现在吸收和散射方面。
云层对辐射传输有较强的遮挡作用，既会散射太阳辐射，还会吸收和反射来自地面的辐射。
大气湍流则通过对流和辐射的相互作用来影响辐射传输的过程。
了解这些影响因素对于研究大气辐射传输和能量平衡的机制至关重要。
4. 气候变化对大气辐射传输与能量平衡的影响气候变化引起的温度变化和大气成分的变化对大气辐射传输和能量平衡产生了重要影响。
温度的升高会导致大气层的膨胀，从而改变大气的透明度和散射特性。
此外，由人类活动引起的增加的温室气体排放导致大气中温室效应的增强，加剧了大气辐射传输和能量平衡的变化。
因此，理解气候变化对大气辐射传输与能量平衡的影响对于应对气候变化具有重要意义。
总结：大气辐射传输与能量平衡是地球气候系统中的重要组成部分，对维持地球的热力平衡起着至关重要的作用。
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dl
A
地面
大阳高度 （h） 大气质量 数（m）
90 1
60
1.15
30
2.0
10
5.6
5
10.4
3
15.4
1
27.0
0
35.4
• 大气透明度
描述大气对太阳辐射衰减的程度,常用透明系数表示 如果介质的光学性质是均匀的,
第 一 节
太阳常数: 大气上界、日地平均距离处、垂直于太阳光线方向、单位时间、单位 面积接收到的所有波长的太阳辐射能。 数值及单位：
I 0 1367 7WM 2
日地平均距离： r0=1.496×108km 近日点日地距离：1.471×108km 远日点日地距离：1.521×108km
地球的赤道平面与黄道平面并不重合，而是有一个交角（二面角），就是黄赤交角。 在公元2000年，这个交角为23°26′21″。
k 为常数
I I 0 e 0
令:
k dl
l
I 0 e
k
0 dl I ek m0 H 0 0
l
P e k 0 H0
P
即为大气对单波 的透明系数
到达地面的单色辐射强度为:
I I P
m 0
I0 I0 I 2 sinh 2 (sin sin cos cos cos ) D D
赤道
23 27 N
0
热带 南温带 南寒带
南回归线
南极圈
2327 S
6633S
地球的五带
第 一 节
地球公转示意图 为什么南北回归线都是23.5 °？ 如果地球的黄道面与赤道面夹角为0°或者90 ° ，会怎么样？
大气上界、任意日地距离时、垂直于太阳光线方向、单位时间、单位面积接 收到的所有波长的太阳辐射能。
取太阳常数为 1366 W/m2， 算出的日平均 日射值Q随纬 度和一年中各 天的分布。 阴影区为零日射 区。春分、夏至 秋分和冬至的位 置以实线给出， 太阳赤纬以虚线 绘出。
大气外界日射分布
1、由于地球每年一月份最接近太阳，因此南北半球日射 不对称，南半球大于北半球。 2、最大值出现在极点的夏至，因为极昼的缘故。 3、低纬年变化小于高纬，低纬年总量大于高纬。 4、日射随纬度变化，夏季小于冬季。
3.2 大气中的辐射传输过程
吸收
吸收
大气对短波的影响 散射
大气对长波的影响
逆辐射
反射
第 二 大气中太阳辐射传输过程 节
l=0
单色光强度 ： I
• 平面平行大气：大气水平
方向均匀，只考虑垂直方 向上变化的大气模型
z
单位时间、垂直于太阳光 线方向上单位面积、单位 ( Jm2 s 1 m 1 ) 波长的辐射能 经过的路径是：dl 强度减弱: dI
I 0T S 2D 2
(sin sin cos cos cos ) d
0
0
I0 m I0 m I 2 Pm sinh 2 Pm (sin sin cos cos cos ) D D
I 0T S 2 2D
0
0
P (sin sin cos cos cos ) d
经度通常在赤道上度量，东西经各分180度。 共360度 （-180 °,180 ° ），或者（0,360 ° ）
经度和纬度 纬度是线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 经度是两面角，即本地子午面与本初子午面的交角。
地理坐标
一地的经度和纬度相结合，叫做该地的地理坐标 （x，y） （经度，纬度）
纬向（在同一纬度上） 例如“纬向速度”或者 “纬向风” u
r D r0
I0 I0 2 D
日地平均距离： r0=1.496×108km
(JM-2S-1)
第 一 节
•太阳高度角: 太阳光线与地球水平面的夹角
Ｄ１ Ａ１ Ｂ１ Ｄ Ｃ１
A1B1C1D1面: 垂直于太阳光线
ABCD面: 平行于地球水平面
Ｃ Ｂ
Ａ
任意时刻,大气上界,单位时间、单位面积接收到的太阳辐射能为：
太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角
天顶角即入射光线与当地天顶方向（地面法线）的夹角（与太阳高度角互余）
太阳高度角为90°时，地面接收的太阳辐射？
纬度 – 太阳高度角
太阳高度角
高度角越大,能量越集中 高度角越小,能量越分散
第 一 节
北极圈
北寒带 北温带
6633 N
北回归线
I
经过大气到达地面垂直于太阳光线方向上单位面积，单位时间的太阳辐射能 （Jm-2s-1）
I I 0 e 0
k dl
l
I 0 e
k
0 dl I ek m0 H 0 I P m 0 0
0 0
l
dl m dz m H
I0 I0 I 2 sinh 2 (sin sin cos cos cos ) D D
第 一 节
3)照射时间
• 日出到日没的时间间隔
sinh sin sin cos cos cos
I0 I0 I 2 sinh 2 (sin sin cos cos cos ) D D
0 sin sin cos cos cos0 cos0 tg tg
I0 sinh 2 sinh I I0 D
(J/M2s)
第 一 节
赤纬
的取值变化于
2327 ~ 2327
冬至:
春分,秋分: 夏至:
23 27 平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角
第 一 节
时角
的取值:
地方时中午12时:
I
l dz
h 太阳高度角
dl
z dz
z
I +d I
dl dz sinh
k
地面 称为大气对太阳辐射的质量削弱系数(m2g-1)
dI k dl I
0
从大气顶到Z高度积分,得
z dI I k dl z
l
I I 0 e 0
I 0 大气上界波长为
I
Z高度上波长为
k dl
的单色光辐射强度
的单色辐射强度
0 dl z dl
l
为太阳辐射通过大气介质的质量,称为光学路径
•大气质量（单位面积*光学路径）:光在大气中经过一 ds 定长度倾斜路径到达地表面时, 其经历空间中所含大气 物质的质量
dl
•大气质量数(m):实际投射条件下的大气质量与垂直投 射下的大气质量的比值.
纬线和经线 纬线平面垂直于地轴,经线平面都通过地轴
经度和纬度
纬度： 一地相对于赤道平面的南北方向和角度 纬度是一种线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。共180度 （-90°，90 ° ） 经度 本地子午面的东西方向和角距离
：
经度是两面角，本初子午面为起始面， 本地子午面为终面；
I T o 0 极地在夏半年ω =π，在“夏至”收到的日辐射总量最大： S sin 23 . 5 2 =23.5 D I 0T 赤道上： =0，那么ω =π/2，春秋分时=0 ： S D 2
0
0
极地最大的日辐射总量与赤道最大的日辐射总量的比值：π·sin23.5=1.25倍
书上P23 ③ 极地最大的日辐射总量与同时的赤道日辐射总量的比值：π·tg23.5=1.36倍
到达地面的单色辐射强度为:
I I 0 P
m
I0 m 对所有波长积分,得: I P 2 m D I0 m I0 m I 2 Pm sinh 2 Pm (sin sin cos cos cos ) D D
P 即为大气对太阳辐射所有波长的平均透明系数,简称大气透明系数.
太阳光谱
太阳表面温度约6000oC, 其发出的能量基本为短波辐射
秋分autumnal equinox
Winter solstice
aphelion Perihelion 春分点Vernal equinox
Summer solstice
日地几何关系示意图
黄道面就是地球的公转轨道所在平面
黄道（ecliptic）地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆 12星座即黄道12宫，是占星学描述太阳在天球上经过黄道的12个区域
dl m dz
引入均质大气高度H0和密度
0
dz
0
H0
dl dl m dz H
0 0
• 平面平行大气
I
h dz
h
dl
z dz
z
I +d I
dl dz sinh
dl 1 m (h＞30 ) sinh dz dz
向下午方向到地方时24时:
向上午方向到地方时24时:
=0 =180 = 180
= 180
0时
=90
6时
12时
=0
18时
24时
=90
=180
太阳赤纬又称赤纬角， 是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角
h + - = 90°
sinh cos( ) sin sin cos cos cos
0 0
-ω0 为日出时间， ω0 为日落时间 大气上界,某一天,水平面单位面积接受的日辐射量:
I 0T S (0 sin sin cos cos sin 0 ) 2 D