第16章 什么是太阳辐射

太阳辐射是太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。我们生存的地球大气运动的主要能量源泉就是太阳的辐射。地球所接受到的太阳辐射能量在太阳向宇宙空间放射的总辐射能量中所占的比例是极其微乎的，只有二十二亿分之一。由于太阳辐射的有规律的变化，四季也就因此形成。

太阳辐射是地球表层能量的主要来源。地球的天文位置决定了太阳辐射在大气上界的分布，因此又称为天文辐射，由天文辐射决定的气候称为天文气候，它反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。

除太阳自身变化原因外，天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度角和昼长。

地球上接受的天文辐射能量随着日地距离的变化而出现强弱。因为地球绕太阳公转的轨道为椭圆形，而太阳位于这个椭圆两个焦点中的一个焦点上。所以，日地距离一直在变化着，基本上也是在固定的时间经过近、远日点。因此，地球上接受到的太阳辐射的强弱与日地距离的平方成反比。

但是，太阳辐射并不是被原原本本的接收，在经过地球大气时会被削弱。大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时，大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，另外云层也能强烈吸收和散射太阳辐射，同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50～0.55。

所以，太阳总辐射其实是经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和。就全球平均而占，太阳总辐射只占还不到大气上界太阳辐射的一半，只有45％。太阳总辐射量与纬度和高度有着密切的联系，其随纬度升高而减小，随高度升高而增大。一天内中午前后最大，夜间为零；一年内夏大冬小。