第2部分 (第2/4页)

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。

如图所示:

气温

气温是表示大气热力状况数量的度量。地面气温是指1.25~2m之间的气温。气温的变化是由于吸收或放出辐射能而获得或失去能量所致。

影响气温的因素

(1)空气的增温与冷却 地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因。当空气获得热量时,其内能增加,气温则升高;反之,空气失去热量时,内能减小、气温随之降低。空气与外界热量交换主要是由传导、辐射、对流、湍流以及蒸发与凝结等因素决定的。

(2)海陆的增温与冷却的差异 水陆表面的热力差异主要表现在:①两者的比热不同。②两者的导热方式不同。

气温的时空分布

(1)气温的时间分布

气温具有明显的日变化和年变化,这主要是地球自转与公转所致。

①气温的日变化 大气主要吸收地面长波辐射而增温,地面辐射又取决于地面吸收并储存的太阳辐射量。由于太阳辐射在一天内是变化的,而使气温也呈现日变化。正午太阳高度角最大时太阳辐射最强,但地面储存的热量传给大气还要经历一个过程,所以气温最高值不出现在正午而是在午后二时前后。随着太阳辐射减弱,到夜间地面温度和气温都逐渐下降,并在第二天日出前后地面储存的热量减至最少,所以一日之内气渴最低值出现在日出后一瞬间而不在午夜。

一天之内,气温的最高值与最低值之差,称为气温的日较差。气温日较差的大小与地理纬度、季节、地表性质和天气状况有关。一般而言,高纬度气温日较差比低纬度小。就季节来说,夏季气温日较差大于冬季,因夏季的正午太阳高度角较大、白天较长,但最大值不出现在夏季而是在春未。就海陆而言,气温日较差海洋小于陆地,沿海小于内陆。就地势来说,气温日较差山谷大于山峰,凹地大于高地。气温日较差也因天气情况而异,阴天比晴天小得多,干燥天气大于潮湿天气。

②气温的年变化 太阳辐射强度的季节变化导致气温的年变化。一般说来,年气温最高值在大陆上出现在7月份,在海洋上出现在8月份;气温最低值在大陆上出现在1月,在海洋上出现在2月。一年中月平均气温的最高值与最低值之差,称为气温的年较差。它的大小与纬度、地形、地表性质等因素有关。由于太阳辐射的年变化高纬度大于低纬度,所以气温年变化随纬度变化与日变化正相反,纬度越高,年较差越大。例如,赤道带的海洋上,年较差只有2℃左右。

(2) 气温的空间分布

气温在对流层中的垂直变化是随海拔升高而降低,其变化程度常用单位高度(取100m)内气温变化值来表示,即℃/100m,称为气温垂直递减率r(简称气温直减率)。就整个对流层平均状况而言,海拔每升高100m,气温降低℃

因纬度、地面性质、气流运动等因素对气温的影响,所以对流层内的气温直减率不可能到处都是℃/100m,而是随地点、季节、昼夜的不同而变化。一般他说,在夏季和白天,地面吸收大量太阳辐射,地温高,地面辐射强度大,近地面空气层受热多,气温直减率大;反之,在冬季和夜晚气温直减率小。在一定条件下,对流层中还会发生气温随海拔高度增加而升高的逆温现象。

2、 地球表面的能量平衡及对气候的影响

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±。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。

地球表面的能量平衡

将地球表面的大气、水、岩石土

本章未完,点击下一页继续阅读。