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大气辐射对天气和气候的影响

发布时间:2021-06-19 23:32:56

1、什么是辐射作用与气候?

海陆表面的热能主要来自太阳,太阳辐射能是大气中一切物理过程的原动力。各地气候差异的基本原因是太阳辐射能量在地球上分布不均匀。各地全年所得太阳辐射因纬度而异,即随着纬度的增高而减少。各地所得太阳辐射量的季节变化也因纬度而不同,即随纬度的增高季节变化加大。由此可看出都表现在纬度的差异上。

如果把地面和上面的空气柱看作是一个整体,那么收入的辐射(地面和大气吸收的太阳辐射)和支出辐射(返回宇宙间的地面和大气的长波辐射)的差额,就是地—气系统的辐射平衡。辐射差额赤道最大,向高纬度逐渐变小。由赤道到纬度30°地区为正值,在30°以上变为负值。它的绝对值向高纬度增加而到极地为最大。由此可见,热带和副热带热量收入大于支出,而温度和寒带则支出大于收入,因此必然会发生热量由赤道向两极输送的情况。

我们分析一下纬度所引起的辐射因子的最简单的情况,也就是在大气上界的太阳辐射情况,即天文辐射。因为大气上界排除了大气对太阳辐射的影响,那么太阳光热的分布,只受日地距离、日照时数和太阳高度(即太阳入射角)三个因素的影响,尽管这是一种纯理论研究的理想情况,但它与今天地表面的实际辐射情况大体相似。而且,它是实际辐射情况的基础,是今天世界辐射分布和气候状况的基本轮廓。因此,它是具有现实意义的。

(1)天文辐射日总量的分布在纬度方向上是不均衡的。在春、秋分日,太阳直射赤道,单位面积上所获得太阳光热最多,而且在南北半球各相当纬度的太阳高度角对称分布,大致相同,日照时间也相等,获得等量的太阳辐射,并向两极逐渐减少。故赤道地区全年有两个最高值(春分日和秋分日),使低纬度气温的年变化具有“双峰型”的特点。在夏至日,太阳直射北回归线,这时南极圈以内的地区出现极夜,日照时间自南极圈向北逐渐增大;太阳高度自南极圈的0°逐渐向北增大,至北回归线达最高,再向北又逐渐减小。因此,太阳辐射的分布自南极圈起向北递增。在北极圈附近,由于日照时数的增长大于因太阳高度角的减小而少得的太阳辐射,所以到达北极出现了最高值(冬至日情况与此相反)。这样,就使高、中纬度的气温年变化呈现“单峰型”的特点。

(2)天文辐射日总量的年变化,是随纬度的增高而加大的。赤道上为109卡/厘米2·日,极地则为1110卡/厘米2·日,二者相差10倍。这和气温年变化随纬度的增高而加大的特点是一致的。

(3)天文辐射的年总量随纬度的增高而递减。最高值出现在赤道,最小值在极地。这正和赤道在一年之内太阳高度角最大,获得的热量最多,气温是随纬度的增高而降低的规律相符合。

(4)太阳辐射最高值,夏半年在20°N~30°N附近的地区,由此向南、向北减少,且南北之间的辐射量差异小。这和夏季热赤道随着太阳直射点的北移、南北温差较小的特点相吻合;而冬半年则出现在赤道,随纬度的增高而减小,且南北之间的辐射量相差较大。这与冬半年南北温差较大的特点是一致的。

(5)同一纬度地带,日、季、年辐射量到处都相同,这表明天文辐射具有纬向带状分布的特点。这就是气温呈纬向分布的基本原因。

天文辐射的纬向分布特点,使地球上出现相应的纬向气候带,如赤道带、热带、副热带、温带、寒带等,都称为天文气候带。这是理想的气候带,而实际气候远为复杂,但这已形成全球气候的基本轮廓。

2、影响大气污染的气象因素有那些?

气象条件对烟气扩散的影响
1. 风对烟气扩散的影响
(1) 风对污染物浓度分布的影响:①整体输送作用;②污染物的冲淡稀释作用
(2) 大气湍流对烟气扩散的影响:风速越大,湍流越强,污染物的稀释扩散速率就越快,大气污染物的浓度就越低。因此,风和湍流是决定污染物在大气稀释扩散的最直接因子,也是最有效因子。
(3) 气温的垂直分布
① 气温随高度递减:
② 气温随高度递增:
③ 气温随高度基本不变:
(4)大气垂直稳定度对烟气扩散的影响:
大气稳定的判据:① 不稳定状态 ② 稳定状态 ③ 中性状态

3、天文辐射对气候形成有何意义?

在太阳高度、日地距离、可照时数各因子的共同影响下,大气上界不同纬度、不同季节获得的太阳辐射量不同。这种由地球的天文位置(ψ、δ、b)所决定的大气上界太阳辐射到达量,称为天文辐射。 天文辐射决定了世界气候分布的基本轮廓。这种由天文辐射所决定的气候,称天文气候。
又称太阳气候。不计大气影响而仅由日地天文关系和太阳能量的直接传递关系所形成的地球上的假想气候。
地球每年由太阳得到的能量约为5.5×10焦耳,约占地—气系统中各种物理过程所需热能的99.97%。故太阳辐射是地—气系统和地球表层各种运动赖以存在和发展的主要能量来源,是形成地球气候的最基本的物理量。为了单独考虑这一因子的作用,须首先除去大气的影响。在这种情况下,地球上的日照和日射分布变为天文日照和天文辐射的分布,且均可通过理论计算得出。天文气候各要素的研究,不仅可揭示无大气存在时背景值的分布规律,而且对于山地气候、建筑采光、采暖和太阳能工程领域中许多实际问题的解决,都具有重要意义。

4、大气污染物对天气和气候有什么影响?

?

5、1.试述太阳辐射、大气温度、大气湿度三个气象要素之间是如何相互影响的。

来个简单版:太阳辐射增强,会增加大气温度,使大气湿度增高。

再来个科普版:太阳辐射大部分能量到达地面,只有少部分被大气中的粒子吸收。地面增温后,会放出大量的长波辐射。长波辐射可以被空气粒子大量吸收,导致温度升高,其中吸收热量的最主要的吸收粒子之一就是水汽。而温度升高后,大气中可容纳的水汽就会增多,地面水汽的蒸发速度加快,如果地面有足够的水汽来源,大气湿度会增加。大气湿度增加到一定程度,会成云致雨,阻挡太阳辐射到达地面,致使太阳辐射减少。

再来个简化的科学版:真实的大气远比大家想到的复杂的多的多的多的多······

地面的长波辐射会被大气中的粒子吸收,大气中的水汽含量较多的时候,可以吸收较多的能量,注意是能量,不代表温度会升温的很快。因为水的热含量较大,水从液态变为固态需要吸收很多的热量,所以湿空气的升温效果比干空气要小的多。所以大气中的水汽含量较高,能量吸收就比较多,温度会升高,增温幅度不会大,因为水汽气化后需要空气予以大量的热量。而温度升高后,大气中可容纳的水汽就多了(参照热水比冷水泡奶粉好泡一点理解),此时如果地面或近地面有足够的液态水,那么液态水变成水汽,会增加大气的绝对含水量,而相对含水量要看水的气化量多少。如果地面没有液态水,例如沙漠戈壁类的地区,那么大气温度会升温的非常快,同时没有地面的水汽补充,大气中的绝对水汽含量会不变或减少,相对湿度会降低的非常快。大气的相对湿度较低,就是清空;相对湿度较高,可能会有一些云;相对湿度超过80%甚至更高,就可能会有雨云。云层的厚度也会影响太阳辐射到达地面的量。因为之前说过,大气只能吸收一点点太阳辐射,主要是吸收地面的长波辐射。如果有云层,则太阳辐射不能到达地面,而地面的辐射会被云层吸收或反射到地面在此反射回来。所以厚云层就是保温被,相对于清空来说,有漫天遮蔽的厚云层时,白天升温很小,夜里降温幅度也会很小。

科学版·····这个问题太大,其实可以写小半本书的····不详述

6、PM2.5对气候变化有什么影响

颗粒物对气候的影响可分为两大方面:直接影响和间接影响。复直接影响指大气中的颗粒物粒子散射和吸收太阳辐射和地面射出的长波辐射,从而影响地、气辐射收支。同时颗粒物能直接阻挡太阳光抵达地球表面,这样使可见光的光学厚度增大,抵达地面的太阳能下降,从而使地面温度降低,高空的温度增高。大气中的黑碳颗粒物能吸收太阳短波辐射,从而影响太阳辐射传输,加热大气,降低地表温度;同时,黑碳颗粒物能吸收、放射红外辐射,影响地球长波辐射。模式计算表明,人类活动引起大气颗粒物增加趋向于使地球表面降温,工业化以来,颗粒物增加引制起的地面变冷趋势可部分抵消温室气体增加引起的地表温度上升。
颗粒物对气候的间接影响是指颗粒物浓度变化会影响云的形成,而云的变化反过来对气候有巨大影响,这方面至今还没有定量结果。大气颗粒物作为大气水圈循环中的一个有机部分,主要影响云和降水的微物理过程,同时也影响大气稳定度和云的反照率。颗粒物粒子可以作为一种云凝结核和冰核在云雨形成和增长过程中起重要作用,它不但可以增强或减弱降雨量,并且可以改变云雨的类型,如可使非降水性云转换成降水性云。

7、简述太阳辐射在气候形成中的作用

太阳辐射是气候形成和变化的最主要的外部因子,也是气候系统的能
源。大气成分如二氧化碳、水汽、臭氧和气溶胶等可以影响大气中的辐射传
输。云对辐射过程,通过反射、散射、吸收和透射等过程产生影响。太阳辐
射在通过大气圈到达地表的过程中已经有不同程度的削弱

8、大气污染对人体健康、生物、建筑、大气能见度、以及气候的影响

空气污染即空气中含有一种或多种污染物,其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命,损害财物、或干扰舒适的生活环境,如臭味的存在。换言之,只要是某一种物质其存在的量,性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者,我们就可以称其为空气污染物;而其存在造成之现象,就是空气污染。换言之,某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。
.大气污染的危害大气污染的危害主要有以下几个方面:
(1)对人体健康的危害
人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20立方米。因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。
大气污染物对人体的危害是多方面的,主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍,以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
比如,1952年12月5~8日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把
煤烟雾事件
这个灾难的烟雾称为"杀人的烟雾"。据分析,这是因为那几天伦敦无风有雾,工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散,烟尘最高浓度达4.46毫克/米3,二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/米3。二氧化硫经过某种化学反应,生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上,随呼吸进入器官,使人发病或加速慢性病患者的死亡。这也就是所谓的光化学污染。
由上例可知,大气中污染物的浓度很高时,会造成急性污染中毒,或使病状恶化,甚至在几天内夺去几千人的生命。其实,即使大气中污染物浓度不高,但人体成年累月呼吸这种污染了的空气,也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。
(2)对植物的危害
大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏。
(3)对天气和气候的影响
大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:
①减少到达地面的太阳辐射量:从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒,使空气变得非常浑浊,遮挡了阳光,使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计,在大工业城市烟雾不散的日子里,太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%。大气污染严重的城市,天天如此,就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。
②增加大气降水量
酸雨
:从大工业城市排出来的微粒,其中有很多具有水气凝结核的作用。因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区,降水量更多。
③下酸雨:有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏,能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物。
④增高大气温度:在大工业城市上空,由于有大量废热排放到空中,因此,近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做"热岛效应"。
⑤对全球气候的影响:近年来,人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用。从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳,约有50%留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,这叫做"温室效应"。经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5~2℃。如果增加100%,近地面温度可以增高1.5~6℃。有的专家认为,大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去,若干年后会使得南北极的冰熔化,导致全球的气候异常。

9、大气辐射与天气状况有关吗?

有.
阴天,雨天,多云天的太阳辐射相对较小,因为被云层,雨水等削弱了.而少云的晴天太阳辐射则较丰富.

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