太阳入射辐射有多大 太阳辐射最强的时间段
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发布时间：2024-09-29 21:30
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时间：2024-11-09 10:35
导语：太阳入射辐射有多大？太阳入射辐射是指太阳能以辐射形式传播到地球表面的过程，是地球能量平衡的重要组成部分，而且太阳入射辐射主要包括可见光、紫外线和红外线等不同波长的辐射，这些辐射穿过大气层，直射到地面，为地球带来温暖和光明，下面就去看看太阳辐射最强的时间段吧！
太阳入射辐射有多大
当辐射照射遇到介质时，将同时发生三种过程。第一，部分能量被吸收。回顾前面内容知道，当辐射能被吸收时分子振动加快而使温度升高。被物体吸收能量的多少取决于辐射的强度和物体的吸收能力或吸收率。在可见光范围内，吸收率大小在很大程度上决定物体的亮度。对所有可见光波长吸收良好的表面看上去是黑色的;较浅颜色的表面吸收率较低。这就是夏季阳光下穿浅颜色衣服感到凉快的原因。第二，对某些特定波长的辐射透明的介质，如水和空气，可能会有能量透过，即辐射能量可以穿过该介质而不被吸收。第三，有些辐射可能会被物体“弹回”,即不被吸收也不透过。总之，辐射可以被吸收、透过或改变方向(反射或散射)。平均而言，50%的入射太阳辐射能被地球表面吸收，另外30%被大气、云和反射表面如冰雪和水面等反射或散射回宇宙太空，剩下的20%被云和大气中的气体所吸收。
是什么决定太阳辐射是穿过大气到达地面还是散射反射到宇宙空间或者被大气层中的气体和粒子吸收的呢?下面你会看到，这在很大程度上取决于辐射的波长、介质的性质和粒子大小。
反射与散射
反射是光线被物体反射后按同样的角度和强度返回的过程。与此不同的是，散射产生大量较弱的光线并向不同的方向传播。散射可以使光线同时向前和向后(向后散射)传播。
反射和地球反照率到达我们行星的太阳辐射能中的大约30%被反射回宇宙太空,其中包括向上的散射部分。这一部分是地球失去的能量，不会加热地球大气和地面。被物体反射的辐射所占部分的比例称为反照率，地球总体的行星反照率是30%。来自地球表面陆地和海洋的反射对地球总反照率的贡献只有5%。毫不奇怪，云在很大程度上对从空间看的地球的“亮度”起了重要作用。乘坐飞机时往下看云就会感受到云的高反射率。与地球相比，月球既没有云也没有大气，其平均反照率只有7%。虽然满月看上去很亮，但在月亮上看到的地球会更大更亮，可以提供更多的光亮，像一盏“地球灯”为宇航员夜间在月球上行走照明。
可以看出，新雪和云具有高反照率(好的反射体);相反，黑土和停车场具有低反照率因而吸收更多的辐射。但应注意到，对于湖泊和海洋，太阳光线入射到水面的角度极大地影响其反照率。
散射和漫射光
虽然入射太阳辐射是以直线传播的，但大气中的微小尘埃粒子和气体分子会向不同方向散射掉其中部分能量。这一结果称为光的漫射，它可以解释为什么光线可以到达树下和在房间没有阳光直接照射时屋里还是亮的。又如晴天，散射可以使白天的天空明亮湛蓝;与此相反，像月球和水星这样没有大气层的星体甚至在白天都只有黑暗的天空和“漆黑”的影子。概括地讲，大约有一半的太阳辐射以散射的形式到达地面时被吸收。
蓝天和红日
前面讲过太阳光看上去是白色的，其实是包含了所有颜色的光。气体的分子可以更有效地散射波长较短的蓝色和紫色光，而不是波长较长的红色和橙色光。这一特点导致了天空呈现为蓝色而太阳升起与落下时为橙色和红色。晴天时你可以仰望天空，除了直视太阳外都可以看到蓝色的天空，这时光的波长很容易被大气散射。与此相反，当太阳升起和落下接近地平线时看上去就呈现出橙色和红色的色彩。这是由于太阳光在到达人眼之前所经过的大气路径太长所造成的。在光线传输过程中，大部分蓝色和紫色波长的光被散射掉，结果是到达眼睛的光线基本就只剩下橙色和红色波长的部分。在日出和日落时，
云看上去有时呈红色是因为云被太阳光照射时蓝色波长的光被散射掉。
大量细微尘埃或烟的粒子进入平流层时会出现最为壮观的日落景象。在1883年印度尼西亚喀拉喀托火山大喷发三年后，在全球范围内出现了辉煌的日落景观。此外，这一巨大火山爆发给欧洲带来比常年要凉爽的夏天，因为向后散射的增加而减少了到达地面的太阳辐射。
较大粒子与霾、雾和烟雾一起在所有波长上对光具有相等的散射，因此，这种情况下没有任何颜色是占优势的，所以当大气中大粒子很多时白天的天空就呈现为白色或灰色。由于霾、水滴或尘埃粒子对太阳光的散射，我们可以观测到所谓曙暮光的太阳光束。这些明亮的、扇形一样的光束大多数在太阳光穿过云的间隙而呈现出来，曙暮光也可在黎明和黄昏时看到，这时高耸的云体会产生明暗不同的光束(即光线和阴影)穿越天空。
总之，天空的颜色可以告诉我们大气中大粒子和小粒子的数量。较多的小粒子产生红色的落日，大粒子则使天空灰白。所以，天空越蓝说明空气污染越少或空气越干燥。
太阳辐射的吸收
相对而言，地球表面是一个较好的吸收体(可有效吸收大多数波长的太阳辐射),但大气不是。所以到达地球的太阳辐射大约只有20%被大气中的各种气体吸收,剩下的大部分入射太阳辐射穿过大气层被地表面的陆地和海洋吸收。由于气体对辐射的选择性吸收，所以大气不是一个有效的辐射吸收体。
新下的雪是另一个选择吸收体的例子。对可见光而言，雪面是一个差的吸收体，可以反射达85%的太阳辐射。由于大量入射辐射被反射掉，因而雪被上方的温度比正常情况要低。与此相反，雪被对于来自地球表面的红外(热)辐射而言是很好的吸收体和放射体(吸收率可达95%)。当地面向上辐射热量时，最底部的雪吸收这些能量并将大部分能量再向下辐射。因此，在冬季同样冷的区域，相对于没有雪覆盖的地方，有雪覆盖的地方霜冻所能到达地下的深度很小。所以有时会说“雪给大地盖了一层毯子”。种植冬小麦的农民希望冬天有较厚的积雪，这样可以保护农作物不受冬季严寒的伤害。
太阳辐射最强的时间段
太阳辐射最强的时间段是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里。这是因为在这个时间段，太阳光没有在早上和黄昏时光线被折射的影响，所以在某地的一天中，中午的光辐射应该是最大的。然而，需要注意的是，太阳辐射的强弱还受到天气状况、地势高低、日照时间长短等因素的影响。例如，晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强;阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。此外，海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强。日照时间长，获得太阳辐射强;日照时间短，获得太阳辐射弱。
