太阳辐射和太阳

太阳是太阳系的重心，为行星提供能量。太阳发出的能量直接或间接地使地球上的生命得以存在。

发出的太阳能是3.72 x 10^20.MW - 相当于其表面的63mW /平方米的辐射功率。在太阳和地球之间的平均距离处，这种辐射到达地球大气层的外部，强度为1.367 kW落在垂直于太阳梁的1平方米的表面上。这被称为太阳常数。

太阳最外层和相对较薄的400公里层被称为光球层，温度约为5770开尔文。这个光球层发出的辐射光谱称为“光”，是肉眼可见的。

太阳和地球之间的平均距离大约是1.5亿公里。每年一月初，地球到达离太阳最近的点(近日点- 1.47亿公里)。经过六个月的时间，4日^th7月，它到达离太阳最远的距离(远日点- 1.52亿公里)。由于这些不同的距离，到达地球大气层的太阳直接辐射强度在4号轨道上降低了7%^th(见下图)。然而，太阳和地球之间的这些不同距离对地球的季节温度的影响微乎其微。

大气中

地球的大气对大气的强度有很大的影响太阳辐射到达地面。它的高度约70 ~ 80公里，主要由氧(~21%)和氮(~78%)组成。大约十多种其他气体和水蒸气加在一起只占1%，但对环境和气候有重大影响，例如二氧化碳和甲烷等“温室气体”。

地球大气的各个层是不同的，因此按具体的术语进行分类，如图2所示。

图2。大气中

底层被称为对流层。它是云量最大的一层，向上延伸到对流层顶，对流层顶是平流层和对流层的边界。根据地球上的位置和大气条件，它存在于11至16公里的高度。

由于空气湿度很低，平流层几乎无云。臭氧层主要位于海拔15至85公里的平流层。平流层之上的那一层被称为中间层，从离地面约50公里的高度开始。电离层，也称为热层，是在中间层之上的一层。它高达约640公里的高度。在电离层之上是外逸层，它是外边界，最高可达9600公里。在这之外是星际空间。

地球大气层的一半位于地面上的前5至6公里。当陆地太阳辐射穿过大气时，通过气溶胶颗粒，空气分子，冰晶和云中的水滴通过散射和吸收降低。欧洲杯猜球平台

太阳辐射的散射发生在全光谱范围内。然而，散射可以以不同的方式发生:

• 冰晶和/或云中的水滴在整个光谱范围内相当均匀地散射
• 分子散射(瑞利散射)，主要是波长较短的辐射
• 气溶胶粒子在波长上的散射(米散射)取决于粒子的欧洲杯猜球平台分布和大小。

气溶胶和气体分子引起对太阳辐射相当高的吸收。大气中的吸收和散射影响了到达地面的太阳辐射的光谱平衡。

图3描绘了理想大气条件下海平面太阳辐射的正常光谱。

图3。海平面的太阳辐射

大气内温度和气压的差异影响吸收，因此影响海平面和海平面以上不同高度的光谱。

地球

到达地表的辐射类型和数量取决于大气的变化特性。其他关键因素包括地球的大小和它在太空中的位置;然而，地表的组成是地球吸收或反射辐射量的决定性因素。

地球表面99.98%以上的能量来自太阳，其余的能量来自地球内部的地热能。这导致了平均地表温度为14°C，尽管极端的变化可能会在短期和局部发生。记录到的最高温度是利比亚57.3°C，最低温度是南极洲- 89.2°C。

图4。太阳辐射发生率

由于地球围绕太阳旋转而且围绕其自身轴旋转，太阳辐射的发生率连续变化。入射角和辐射强度的比率可以表示为余弦功能，这也称为Lambert的定律（参见图4）。

此外，地球轴的23.5º倾斜度有影响如图5所示。在当天不同时间的发生率的变化是全部重要因素

图5。地球倾向

地球的形状接近球形，而不是扁平的圆盘，重力像壳一样束缚着大气层。因此，表面的曲率和大气的有效厚度影响表面上一点的太阳辐射强度。

的太阳辐射当太阳处于其顶点时(入射角为90°)，其强度达到最高，而大气层的厚度最小。如果太阳在天空中的位置较低，辐射就必须通过更多的大气，因此更多的辐射被大气散射和吸收，到达地面的辐射就会减少。

大气深度是指大气的有效厚度。地平线上方的大气深度大约是最短路径的11倍，在90º(太阳天顶)，如图6所示。

图6。大气深度

地面的组成也影响了太阳辐射的影响。不难以理解，覆盖着雪的表面比用黑色岩石或树木覆盖的辐射更多的辐射。由表面反射的入射太阳辐射的分数称为Albedo。

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