大气能量主要集中在对流层吗 那么大气的主要能量来自于哪里

大气能量主要集中在对流层吗 那么大气的主要能量来自于哪里
大气能量主要集中在对流层吗 那么大气的主要能量来自于哪里

大气能量主要集中在对流层吗 那么大气的主要能量来自于哪里
地球表面与大气之间进行着各种形式的运动过程,而推动这些过程的能量泉源,便是太阳能.物体中的带电粒子在原子或分子中的震动可以产生电磁波.太阳能便是以辐射的形式从太阳传播到地球上的.所谓的辐射就是以各式各样的电磁波形式,放射或输送能量,其传播速度等于光速,且传播不须介质.日常生活中可感受到的就如当我们坐在火炉边,可以感受到火焰给我们的温暖,这就是辐射能的作用.可见光的波长范围约从0.4－0.76μm；可见光经三棱镜分光后成为一红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七色光带,称为光谱.在可见光范围之外的光谱使人眼所看不到的,但可用仪器测量出来.气象学所著重研究的是太阳,地球和大气的热辐射,其波长范围大概在0.15－120μm,太阳辐射的主要波长范围大约是0.15－4μm,地面辐射和太阳辐射的主要波长范围是3－120μm.因此气象学上习惯把太阳辐射称为短波辐射,而把地面及大气的辐射称为长波辐射.
太阳为一个炽热的气态球体,其表面温度为6,000K左右,而内部的温度据估计则高达40,000,000K她不断以电磁波的形式向四周发散光与热,总称为太阳辐射到达地球上的太阳辐射是非常巨大的,其他的能量来源与太阳辐射能相比,均是微不足道的.因此大气中所发生的各种物理过程和物理现象,都直接或间接的依靠太阳辐射的能良来进行,太阳辐射可视为黑体辐射.用来表示太阳辐射能强弱的物理量,称为太阳辐射强度；它表示单位时间内,垂直投射在单位面积上的太阳辐射能,以I表示,其单位为卡/厘米分；而到达地球大气顶的太阳辐射强度是由太阳高度、日地距离和日照时间所决定的.
1.太阳高度：太阳的高度愈高,其辐射强度愈大；太阳高度愈低,其辐射强度愈小.此乃因为太阳高度高,则阳光直射到地面的面积小,因此单位面积上,所吸收的热量多；太阳高度低时,则因阳光为斜射,照到地面上的面积大,因此单位面积上所吸收的热量便减少.
2.日地距离：地球的绕日轨道是椭圆形的,因此日地间的距离便以一年为周期来变化.地球上受到的太阳辐射的强弱与日地距离的平方成反比.当地球通过近日点时,地窗体位面积上所获得的太阳能,要比远日点多7﹪,理论上,此差异将造成北半球的冬季比南半球的冬季暖4℃,夏季则有相反的情形.但实际上,由于大气中的热量交换和海陆分布的影响,南北半球的实际气温并没有上述的情形.
3.日照时间：太阳辐射强度尚与日照时间长短成正比,而日照时间会随着季节和纬度的不同而更改.夏季时,昼长夜短,日照时间长；冬季时,昼短夜长,日照时间短.且昼夜长短的较差随纬度增高而加大.
（一）大气对太阳辐射的影响
当太阳辐射通过大气层的时候,由于大气层的吸收和散射作用而有显著的变化.
1.总辐射通量明显减弱.
2.大气对太阳辐射的吸收作用主要集中在红外线区,而大气对太阳辐射的散射作用则在可见光和紫外线区.
（二）大气对太阳辐射的吸收
大气对太阳辐射的吸收带,都位于太阳辐射光谱的两端低能区,而大气辐射的主要能量则是集中在可见光区,因此大气因吸收太阳辐射而增温的作用是很小的,也就是说,太阳辐射并不是对流层大气的直接热源.
（三）大气对太阳辐射的散射
太阳辐射通过大气遇到空气分子、尘埃、云滴等质点时,都会产生散射.散射将改变辐射的方向,使一部分的辐射到不了地面.大小不同的质点,其散射能力都不相同.晴空时,短波长的蓝光,紫光散射作用最强,因此使天空呈蔚蓝色.当阴天或大气中存在较大粒的尘埃和雾粒时,一定范围内的长短波都会被散射,而使天空呈现灰白色,这一现象称为漫射.
（四）云层对太阳辐射的减弱
云层除了吸收散射太阳辐射外,尚有强烈的反射作用,云的反射能力决定云的厚薄.薄云的反射率约为10-20%,厚云的反射率可90%,平均反射率为50-55%,因此阴天地面接受太阳光特别少.
（五）太阳的颜色
一般时候我们所见到的太阳为黄白色,在日出及日落的时候,则可看到红色的太阳,这是由于我们与太阳的视线距离较长,因此短波长的光大部分都被散射,于是红色光在太阳光中的比例逐渐增加,因此日出即日落时的太阳便呈红色.
大气的增温与冷却
空气的增温和冷却,取决于空气所得热量与失去热量之间的差值.地面是空气增热的直接热源,因此大气的增温和冷却随地表面的热状况而定.白天地面吸收日光的长波辐射,导致地面温度高于空气的温度,热量由地面向空气传送,空气增温；夜晚因地面辐射冷却,导致地面温度比空气温度低,空气向地面输送热量,空气冷却.物质之间的热量传递或是交换的方式有下面几种：
（一）传导
传导是依靠分子的热运动将热能由一个分子传递给另一个分子,而分子本身并没有发生位置的变化.当空气与地面之间,或是空气包与空气包之间,当有温度差异时,就会因传导作用交换能量.由于地面及大气都是热的不良导体,因此实际上以此方式交换的量很少,此作用只在近地面的气层中较明显.
（二）辐射
大气主要依靠吸收地面的长波辐射而增热,同时地面也可吸收大气所放出的长波辐射,如此两者之间,便可以透过长波辐射的的方式,不断地来交换热量.空气团彼此之间,也是透过长波辐射来交换热量.
（三）对流
当暖而轻的空气上升,周围较冷较重的空气,便会下降来补充,这种升降运动便称为对流.如此上下层的空气互相混合,热量也随之得到交换.此为对流层中热量交换的重要方式.
（四）湍流
空气的不规则运动称为湍流,又称为乱流.湍流是在空气层相互摩擦,或是空气流过粗糙地面时所产生.藉此,空气团之间发生混合,热量也得到交换.此为摩擦层中热量交换的最主要方式.
（五）水的潜热
我们已经知道,水的三态变化,会伴随着热
希望有用