农业气象学复习.doc

农业气象学复习资料（全面版）资料
农业气象学
绪论
1、气象：地球大气中每时每刻发生的风、云、雨、雪、雷电、旱涝、寒暑等各种各样的自然现象，统称大气现象，简称气象。
2、气象要素：大气中所发生的各种物理过程和物理现象，常用各种定性和定量的特征来描述，这些特征量，成为气象要素。
主要的气象要素有：辐射量、空气温度、空气湿度、大气压力、风、云、降水、蒸发、能见度等。
3、农业气象学：研究农业生产中存在的气象问题及其解决途径的一门科学。
4、主要的农业气象要素（条件）：一定的照度和光照时间，一定的空气温度、土壤温度和土壤湿度，是植物不可缺少的生存条件，常被称为主要的农业气象要素或主要的农业气象条件。
5、农业气象学的研究的理论基础（五个定律）：
基本生活因子同等重要性
环境因子对植物的非同等重要性
限制因子
最适阈限
临界阈限
6、农业气象学研究的基本原则：平行观测原则。是区别于单纯农业研究和气象研究的主要特点之一。
思考：
1、农业气象学与气象学的根本区别在什么地方？
2、气象学与农业气象学的研究对象、任务是什么？
3、农业气象学常用哪些方法来研究？
地理播种法
分期播种法
地理分期播种法
人工气候实验法
数理模拟法、田间试验法、统计数学法、遥感法等
第一章 地球大气
1、 氮气 78%
氧气 21%
氩气
干洁大气 二氧化碳
臭氧
大气的组成 稀有气体
水汽
杂质
2、对流层特点：（1）集中了整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽。大气中的各种天气现象（风云雨雪等）都发生在这一层，对天气分析和预报具有重要意义。
（2）气温随着海拔高度的增加而降低（每上升100m下降0.65℃

γ为气温直减率，即气温铅直梯度。γ>0时，表示气温随高度升高而降低；γ=0时，表示气温不随高度变化而变化； γ<0时，表示气温随高度升高而升高（逆温层）。逆温是环境中很重要的大气现象，许多严重的污染事件都与之有关。逆温现象出现时，气层稳定性强。导致排放的气体污染物累积并产生污染事故
3、对流层分层（0~16km）
（1）下层：0~2km
摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈
气温、空气湿度等有明显的日变化、水汽丰富，风速随高度增加而增加。
摩擦层（贴地层2m和近地层0—50~100）
（2）中层：2~6km
空气运动以对流为主
有中云和积雨云出现，由云滴增大成雨滴的过程多在此层进行，因而是形成降水的重要气层。
（3）上层：6km~对流层顶
水汽含量少，各种云均由冰晶或过冷却水滴组成
在中、低纬度地带，常出现风速等于或大于30m/s的强风带，即高空急流。
（4）对流层顶：对流层与平流层1~2km的过度层
气温随高度变化小，甚至等温或者逆温
由低层上身而至的水汽和尘埃等多聚集在这里，使能见度恶化。
4、平流层：
自对流层顶到50km高度
平流层下层（30~35以下）温度随高度变化较小，气温趋于稳定，称同温层。
30~35km以上，温度随高度增加升高较快。其特点：
① 在平流层下部，随高度增加，气温最初保持不变，在25km以上，气温随高度增加而显著升高；到50km高度上接近0℃。
②在平流层中空气的垂直运动明显减弱，主要是水平运动。
③在平流层中，水汽和尘埃含量极少。晴朗少云，大气透明度好，气流比较稳定，适于飞机飞行。
中间层
自平流层顶到85km的气层
空气稀薄
气温随高度增加而迅速下降，顶部可降至-83℃以下。
有强烈对流运动，称“高空对流层”。
热成层（热层、暖层、电离层）
中间层顶~500km
温度随高度升高而迅速增高 空气处于游离状态
在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下呈电离，产生电离现象。
对无线电通讯，卫星、火箭的法身有重要作用
散逸层
500km高度上到大气上界的大气层
大气物质有向星际空间散逸的特征。
5、大气中的光学现象
散射：
1.蔚蓝的天空、霞光、曙暮光等是怎样形成的？
2.阴雨天气时，天空为什么呈现乳白色或灰白色？
折射：
3.蒙气差、海市蜃楼、彩虹、晕等现象的形成机理
衍射：
4.大气中华、宝光环是怎么形成的？
第二章 辐射
1、辐射：在自然界中，一切物体都以电磁波和粒子的形式向外放射能量叫辐射。
2、可见光波长：400~76 光和有效辐射：380~710
紫外线：10-1~400 红外线：760~3×106
3、辐射的基本定律：基尔荷夫定律（选择吸收定律）
在一定温度下，任何物体对于某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值。 它只是温度和波长的函数，而与物体的其他性质无关。
e
λT —————— = EλT a
eλT λT表示物体对该波长的放射能力； aλT表示物体对该波长的吸收
率；λT只是温度和波长的函数。
两点结论：
（1）对不同性质的物体：放射能力较强的物体，吸收能力也较强。
（2）对同一物体，如果在温度T时放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收这一波长。
4、斯蒂芬—波尔兹曼定律：物体温度越高，其放射能力越强。
5、维恩位移定律：物体的温度越高，放射能量最大值的波长越短。
因此，凡是高温物体，其放射能力最大值的波长多为短波，如太阳辐射。
凡是低温物体，其放射能力最大值的波长多为长波，如人、地面辐射、大气辐射。
6、太阳常数：在大气上界，当日地位于平均（为1.496×108km）时，垂直于太阳光线的单E 3
位面积上，在单位时间内所获得的太阳辐射能量，称为太阳常数。
以s0表示，其值约为1360w/m或1382w/m(我国采用)
变化范围 1325—1457w/m2
7、太阳高度角：sinh=sinΦsinδ+cosΦcosδcosω
正午太阳高度角：h=90°-Φ+δ
8、水汽 对太阳辐射吸收范围广，主要吸收波长0.7-3μm的红外线。
结论：
①水汽对太阳辐射的吸收具有选择性。可见光谱区的红光和红外线部分减弱最多，同时由于大气上层中的臭氧强烈吸收紫外线，因而保护了地面上的生物。
②大气中主要吸收物质O3和H2O，吸收位于太阳光谱两端能量较小的区域，大气对太阳
辐射的吸收只占14%，可以认为地球表面是大气的直接热源。
9、散射：太阳辐射通过大气时，遇到大气中的各种质点，太阳辐射能的一部分分散向四面八方，这种作用称为散射。
大气对太阳辐射的削弱作用主要是散射。
10、大气质量（m）：
一个大气质量：如果太阳正好在天顶，则光线讲过的最短的射程穿过大气。
通常用太阳通过大气路径的长短与大气铅直厚度之比来表示，所以它是没有单位的一个数值。
m=1/sinh=csch
11、当天空有云，但云量少且比较薄，太阳未被云所遮蔽时，总辐射强度比碧空时（太阳高度角相同）大：当天空有低云布满天空时，总辐射最小。
12、大气对太阳辐射能的吸收只有14%，但大气能强烈吸收地面辐射；同时大气逆辐射的一部分被地面吸收，这样就使得地面以长波辐射的形式所损耗的热量得到了一定补偿，即大气对地面起保温作用（天空有云，特别是有浓密的低云时，大气的逆辐射更强）。这种保温与温室玻璃房顶的作用类似，常被称为温室效应；大气逆辐射越强，大气的温室效应越显著，地面温度越不易降低。
13、影响地面有效辐射的因素
①大气温度：大气温度升高，大气逆辐射增强，则有效辐射减小。
②空气湿度：大气中水汽含量多，湿度大，则大气逆辐射增大，有效辐射减弱；相反，空气干燥时，有效辐射增大。
③云：云量多且云层厚时，大气逆辐射增大，有效辐射变小，在浓密的低云天气下，有效辐射几乎等于零。
④海拔高度：随海拔高度的增加，水汽含量减少，有效辐射加强。高原地区气温日变幅比低海拔同纬度地区大。
14、地面辐射差额
B=（S’+D+δEa）-[r(S’+D)+Ee]
=(S’+D)(1-r)-(Ee-δEa)
=(S’+D)(1-r)-E0
S’太阳直接辐射
D 太阳散射辐射
δEa 地面吸收的大气逆辐射
r(S’+D) 地面反射辐射 r反射率
Ee 地面长波辐射 E0 地面有效辐射
15、光合有效辐射（生理辐射）：能被植物吸收用于光合作用、色素合成、光周期现象和其22 4
他生理现象的太阳辐射波谱区。
PAR =0.43S'十0.57D
PAR ≈0.5Q总
Q:生理辐射，S:直接辐射(37％)
D:散射辐射(易吸收:50～60％)
16、可见光辐射的生物学意义：
真正对有机物质合成和植物产量形成有实际意义的波谱段是400～760nm的可见光谱区。
红橙光和蓝紫光对生物最有效：红橙光是叶绿素吸收最强的光谱带；蓝紫光是一个强的叶绿素吸收带和黄色素吸收带。
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和青蓝光。 光能利用率计算
P=åhm100%S¢+D17、怎样提高光能利用率：
1. 改革耕作制度，提高复种指数
2. 采用合适的栽培技术，扩大田间绿叶面积，并维持较长的功能期
3. 选择高光效品种
4. 科学施肥，改善田间CO2供应
5. 改造自然，使光、热、水资源配合最佳
6. 及时预测和防治病虫害及其他自然灾害
7. 是提高叶绿素的光合效能
第三章 温度
1、热容量：在一定过程中，物体温度变化1℃所需吸收或放出的热量，单位J/℃
决定于物质的性质和温度
2、土壤地面热量平衡
物理意义
R：辐射差额。R变化的幅度决定地表温度日变化程度。
LE：水相变化时地表得、失热量。
P：土壤和空气的热交换量。有风时，土壤表层温度日变化幅度小。
B：土壤分子传热导通量
3、地面热量交换
4、土壤温度的垂直分布
辐射型
日射型
上午转变型
傍晚转变型
5、影响土温变化的因素
土壤湿度（热容量、热量收支）
土壤颜色（反射率、吸收率）
土壤机械组成和腐殖质
地面覆盖物
地形和天气条件
6、土温农业意义

覆盖
土壤温度的调节垄作
灌溉
营造防护林
7、土温与水温的比较
反射率差异
透明程度差异
热量传递能力(物质流动性
岩石、土壤与水的热容量
蒸发等现象发生的强度
土温变化比水温剧烈，从而产生天气和气候的差异
8、大气热量交换方式：
9、大气稳定度：大气稳定度是表示大气层结(温度和湿度垂直分布)对气块能否产生对流的一种潜在能力的度量。
10、合理利用大气中的逆温：
(1)冬季熏烟防霜时，应防止对流发生
(2) 喷洒农药防治病虫害应选择清晨最佳
(3)冬季晾晒农副产品应置于距地面较高处
(4)果树栽培中，利用逆温现象，嫁接部位避开地温层。
(5)山区综合开发时，应注意“爬坡”种植
11、生物生长发育的基点温度 (三基点温度)
最适温度：植物生理活动过程最旺盛，最适宜的温度，称为最适温度
最低温度：维持生长发育的生物学下限温度，即植物生理活动过程起始的下限温度 最高温度 ：维持生长发育的生物学上限温度，即植物生理活动过程能忍受的最高温
光合作用和呼吸作用的三基点温度
光：0-5,20-25,40-50 呼：-10,36-40,50
第四章 大气中的水分
1、饱和水汽压：水汽含量恰好达到某一特定温度下的最大限度，这时的空气称为饱和空气，此时的水汽压为饱和水汽压
2、影响饱和水汽压大小的因子：温度and蒸发面
（1）温度：随温度的升高而呈数率增大
饱和水汽压随温度升降的改变量，在高温时升降程度比低温升降时大些。
（2）蒸发面：
性质：（水面、冰面、溶液面）
E水 > E冰 E溶液面 < E纯水面
形状：（凸、凹、平）
E凸面>E平面>E凹面
3、露点温度：在空气中水汽含量不变，气压一定的条件下，当气温降低到空气中水汽达到饱和时的温度。
表示空气湿度的物理量可以分为两类，一类为绝对湿度、水汽压、露点温度，是表示空气中水汽含量的多少；另一类为相对湿度、饱和差、温度露点差，表示空气中水汽含量距饱 6
和的程度。
4、植物蒸腾作用速度主要取决于三个基本条件：
①小气候条件；②植物的形态结构；③土壤水分的供应
5、空气冷却的几种主要方式：
(1) 辐射冷却 ：可使空气温度降低到露点温度以下而发生水汽凝结
(2) 接触冷却 ：暖空气流经冷的下垫面，使空气温度降低到露点温度以下而发生水汽凝结
(3) 绝热冷却 ：空气在上升过程中，温度降低，饱和水汽压减小而发生水汽凝结
(4) 混合冷却 ：两块湿空气，当其温差较大，经水平混合，其饱和水汽压小于实际水汽压，从而发生水汽凝结
6、水汽凝结的条件：
大气中水汽凝结的条件有两个：
一是空气中的水汽必须达到过饱和。
二是空气中必须有作为凝结的核心物质——凝结核

吸湿性凝结核
空气中必须有凝结核非吸湿性凝结核
7、霜和霜冻
霜：霜是由于夜间辐射冷却，使地面和贴近地面的气层温度降到露点温度以下(露点温度低于0℃)时，空气中水汽达到过饱和，直接在地面和地物表面凝华的白色冰晶。
霜冻：指温暖时期(日平均气温在0℃以上)地面和植物表面的温度突然下降到足以使植物遭受冻害或死亡的灾害现象。
8、预防霜冻的措施：
① 采用合理的栽培管理技术措施
②因地制宜，合理配置作物品种。如在谷地和洼地霜冻较重的地方，选择耐寒性品种。在山坡中部和靠近水域的地方，霜害较轻，可种植抗寒能力较弱的品种。
③ 改良品种，提高抗霜冻能力。冬前增施磷钾肥，可增强植株健康度和抗寒力 ④ 营造防护林。防护林可以减弱寒风的侵袭，提高田间温度，使霜不易生成
⑤熏烟防霜：采用此法防霜冻效果好，而且经济。让可燃物燃烧发烟，使其形成烟幕达到防霜的目的
⑥灌溉防霜：灌溉可以增加土壤的热容量和导热率；同时增加空气湿度，水气凝结放热，以缓和霜害
⑦覆盖防霜：一般多用于覆盖蔬菜，可用草帘子、席子、草木灰、塑料薄膜等材料，在霜冻前4小时左右覆盖农作物的表面，日出后除掉，以保持地热量不散失而防止冻害，防霜的效果较好
⑧洗霜法：万一遭霜冻，在太阳出来以前，浇水或喷清水洗霜，可减轻作物霜冻危害。
9、形成雾的基本条件：近地面空气中水汽充沛，有使水汽发生凝结的冷却过程以及凝结核的存在。在风力微弱、大气层结稳定并有充足的凝结核存在的条件下最易形成。
10、水分利用效率(WUE)：作物消耗单位质量的水分所能合成干物质的重量。
11、提高水分有效利用的途径：
1.节水灌溉技术
①地下灌溉
②喷灌
③微灌
2.种植方式
①调整播期，使降水和作物的利用一致。
②科学合理搭配作物品种，间作、轮作充分利用。
3.农田防护林
削弱风速，减弱湍流交换强度，调节温度和湿度，减少土壤蒸发。
4.覆盖
调节地表和植被温度、抑制水分蒸发的有效途径。秸秆覆盖、地膜覆盖
5.化学调控节水技术
作用：减少作物蒸腾、吸水保水、抑制蒸发。
（保水剂、蒸腾抑制剂、土壤结构改良剂）
第十章 农业气象灾害及防御
1、冷害：是指温度在0℃以上，有时甚至是在接近20℃条件下对农作物产生的危害。这种温度之所以会危害农作物，是因为不同作物在其不同的生育阶段，生理要求的适宜温度与能忍受的临界低温，大不相同。
2、霜冻的类型：
平流霜冻：因温度低于0℃以下的北方冷空气入侵而引起的霜冻，称为平流霜冻
辐射霜冻：在晴朗、无风或微风的夜晚，由于地面或植物表面温度下降到足以使植物受害的低温而形成的霜冻，称为辐射霜冻。
平流辐射霜冻：由冷空气的入侵和夜间辐射冷却共同作用下形成的霜冻，称为平流辐射霜冻
3、大风：大风是指风力大到足以危害农业生产及其它经济建设的风（8级）
计算题：
例：已知某山脚处海拔高度为130.0米，在山脚下测得气压为1006毫巴．气温为17.8℃;同时,在山顶测得气压为873毫巴，气温为11.2℃。求该山顶的海拔高度是多少米?
解：已知P1＝1006mb，t1＝17.8℃，Z1＝130.0米;P2＝873毫巴，t2＝11.2℃，求Z2＝? 先求得两点的平均温度t＝14.5℃，代人公式
Z2-130.0＝l8,400(1十14.5/273)log(1006/873)
解得 Z2=？？米，即该山的海拔高度
例：设山高2000米，过山以前，即迎风坡山脚处气温为30.0℃，如果气流上升到800米处开始凝结(此高度称为凝结高度)，空气上升时不断有水气凝结成云致雨(湿绝热直减率γm=0.4℃/100m)，过山以后，假设气流中并未携带云块，求背风坡山脚的温度？
解：已知 迎风坡山脚t1=30.0℃ 干绝热直减率γd=1.0℃/100米 湿绝热直减率γm=0.4℃/100米
① 迎风坡山脚800米处(干绝热上升)，800米处的温度为t800则，
t800=t1-800´gd=30.0C-800´01.0
100=22C0
② 800米——山顶(湿绝热上升)，山顶处的温度t/则
0.400t¢=t800-(2000-800)gm=22C-1200´=17.2C 100
③ 山顶——背风坡山脚(干绝热下沉)，背风坡山脚的温度为t2则 t=t¢+2000´g2d
=17.2C+2000´0=37.2C1008 1.00
1、气候系统：包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的, 能决定气候形成、分布和变化的统一的物理系统
2、气候形成和变化可归纳为以下因素 : ① 太阳辐射 ; ② 宇宙地球物理因子 ; ③ 下垫面 ; ④ 大气环流 ; ⑤ 人类活动等五个方面
3、气候带是以纬度、气温、降水为基础，并参照自然植被的分布而确定的
4、小气候：任何一个地区内，由于其下垫面性质的不同，从而在小范围内形成一种与大气候不同特点的气候
农业小气候：农业生物生活环境和农业生产活动环境内的气候。

目录
绪论&第一章 地球大气 .................................................................................................................. 2
第二章 辐射 ................................................................................................................................... 3
§太阳辐射 ............................................................................................................................... 3
§地面，大气辐射及地面辐射平衡 ....................................................................................... 6
§太阳辐射与农业生产的关系 ............................................................................................... 6
三、温度........................................................................................................................................... 8
§土壤，空气的热交换和热特性 ........................................................................................... 8
§土壤温度 ............................................................................................................................... 9
§ 空气温度 ............................................................................................................................. 10
§温度与作物 ......................................................................................................................... 11
第四章 大气中的水分 ................................................................................................................... 12
§ 蒸发与蒸腾 ......................................................................................................................... 12
§ 云、雾及大气降水 ............................................................................................................. 13
§水与作物 ............................................................................................................................. 14
第五章 气压和风&第六章 大气环流 .......................................................................................... 15
第七章、天气系统和天气过程 ..................................................................................................... 16
§气压场的一般概念 ............................................................................................................. 16
§气团..................................................................................................................................... 17
§锋......................................................................................................................................... 18
§ 气旋与反气旋 ..................................................................................................................... 19
§ 天气预报 ............................................................................................................................. 20
第八章 气象灾害及其防御 ......................................................................................................... 20
第一节 霜冻 ......................................................................................................................... 20
第二节 低温冷害 ............................................................................................................... 21
第三节 寒潮天气 ............................................................................................................... 22
第四节 台风天气 ................................................................................................................. 23
第五节 冰雹 ..................................................................................................................... 23
第六节 沙尘暴 ....................................................................................................................... 24
第九章 气候 ................................................................................................................................... 25
§ 气候形成的因素 ............................................................................................................... 25
ξ 气候带和气候型 ................................................................................................................. 25
ξ 中国气候的一般特征 ....................................................................................................... 27
农业气象学复习资料
绪论&第一章 地球大气
一、概念
气象学：研究大气中所发生的物理现象和物理过程的学科称为气象学。
气象要素：描述大气物理现象和物理过程的物理量。
二、范围
气象学范围广泛。如普通气象学，天气学，气候学，气象仪器学，应用气象学等。
应用气象学——农业气象学、林业气象学、建筑气象学、医疗气象学、航空气象学、军事气象学等。
农业气象学——研究对农业生产有意义的气象条件的一门学科。
三、任务
1、研究农业气象条件形成和变化的规律。
2、研究农作物在各个发育时期对农业气象条件的要求，确定农作物生长发育的农业气象指标。
3、根据农作物的农业气象指标鉴定当地气候条件对他们生长发育和产量的影响，并进一步研究充分利用有利气候条件，克服不利气候条件的途径。
四、研究对象
大气：围绕着地球周围的深厚的空气层。
1.大气成分
①干洁空气：大气中除去水汽和杂质的整个混合体。
②水汽:集中在2-3km以下的底层空气层。
③ 固体杂质和液体微粒。
2.大气分层
分层依据：大气温度的垂直分布，空气的扰动程度，电离现象等不同性质。将大气在垂直方向上分为五层。
（1）对流层：
①平均高度11km。
②温度随高度上升而下降。平均0.65℃/100m。
③几乎全部的水汽。大气质量的3/4集中在这一层，且温、湿度在水平方向上分布不均匀。 ④对流旺盛，天气变化最剧烈。
（2）平流层：
①从对流层顶到55km左右之间。
②底部温度随高度升高几乎不变，至大约30km以上，温度随高度上升的很快。 ③几乎没有水汽，灰尘。空气水平运动为主， 有利于飞行。
（3）中间层：
①高度自55km－>85km左右。
②底部温度高，随高度升高，温度迅速下降。
③由于下暖上冷，有强烈的对流运动。
（4）热成层：
①85km－>800km。
②气温随高度增高而迅速增高。
③空气处于电离状态，具有很强的导电性能。
（5）散逸层：
①800km以上。
②温度高，空气密度很小，地心引力很小。
第二章 辐射
§太阳辐射
一、辐射的概念
以电磁波或粒子的形式放射或输送能量，这种能量的传递方式称为辐射。放射或输送的能量称为辐射能。
二、辐射能的量度单位
辐射通量：辐射能在传递过程中，于单位时间内，通过或到达某一表面积上的总辐射能量，称之为辐射能通量。J/S
辐射强度（辐射通量密度）：单位面积上的辐射能通量，称之为辐射强度。W/m2 光通量密度：单位面积上通过或到达的光通量。
天文学上，四季划分是：
春分－夏至为春季
夏至－秋分为夏季
秋分－冬至为秋季
冬至－次年春分为冬季
气候学上四季的划分：以五日侯平均温度为划分依据，10~22℃ 为春秋季。
三、太阳高度角（h）
任意时刻太阳高度角计算公式：
sinhθ ＝sinø·sinδ＋cosø cosδcosω
ø：观测地点的纬度
δ：观测时太阳赤纬（阳光直射地点的纬度）
ω：时角
时角：一日中太阳某瞬时位置距离正午时太阳位置的角距离。
当地正午真太阳时12点时 ω=0，上午为负，下午为正。
太阳高度角与纬度的关系： 当δ不变时，hθ随ø的增大而减小。
公式讨论：
正午太阳高度角的变化。正午时刻 ω ＝0º
∴ sinhθ ＝sin ø·sinδ＋cos ø cosδ
＝cos（ø－δ）
＝sin〔90º－（ø－δ）〕
hθ ＝90º－ø＋δ
利用上式计算得h>90º时取补角。
四、日照时间和光照时间
日照时间：太阳照射时间的长短为日照时间。它
分为可照时间和实照时间。
可照时间：某一纬度某一季节一天中从日出到日
落的时间间隔为可照时间。
实照时间：太阳直接辐射照射的时间为实照时
间。它是利用日照计观察的。
光照时间＝可照时间＋曙暮光时间
可照时间的计算公式推导：
sinh θ ＝sinø·sinδ＋cosøcosδcosω
日出、日没时hθ＝0，此时的ω＝ω0
∴sin0º＝sinø·sinδ＋cosøcosδcosω0
cosω0＝－tgøtgδ
公式讨论：
①赤道上ø＝0º 据cosω0=－tgøtgδ=0 ∴ ω0=90
可照时间＝（2×ω0）/15º＝（2×90º）/15º＝12h
②春，秋分 δ＝0º cos ω0＝0 ∴ ω0＝90º
可照时间为12小时
③北半球夏半年（春分－夏至－秋分）
δ>0 ø>0
∴cosω0<0 ω0>90º ∴可照时间>12h
冬半年：（秋分－冬至－春分）
δ<0 ø>0
∴cosω0>0 ω0<90º ∴可照时间<12h
④太阳永不落的条件：
可照时间＝2ω0＝24小时 ω0＝180º
cosω0＝－tgøtgδ cos1800＝－tgøtgδ
－1＝－tgøtgδ ∴tgø＝ctgδ＝tg（90º－δ）
∴ø＝90º－δ
春秋分日： δ＝0º ∴ø＝90º－0º＝90º
这天极点为永昼。
夏至日：δ＝23.5º ∴ø＝90º－23.5º＝66.5º
这天北极圈内永昼，愈向北，永昼的日数愈增加，
在赤道上任何季节昼长均为12h。
§太阳辐射光谱
一、太阳辐射
太阳常数：当日地处于平均距离时（约为150×106千米），在地球大气上界，垂直于太阳辐射方向单位面积上的太阳辐射能通量，称之为太阳常数。
二、太阳辐射光谱
太阳辐射能随波长的分布，称为太阳辐射光谱。太阳辐射的波谱范围极广，几乎包括了从宇宙射线到无线电波的所有电磁辐射波谱。
大气上界，太阳辐射总能量中：
紫外线：约占7.2%（0.15—0.39µm）,有杀菌的作用。
可见光：约占45.5%（0.39—0.76µm），起光效应。
红外线：约占47.3% (0.76—4µm)，起热效应。
三、太阳辐射在大气中的减弱
太阳辐射透过大气层时要发生一系列的减弱现象。其中一部分被大气吸收，一部分被大气中的气体分子和悬浮微粒所散射，还有一部分被尘埃、云层反射而返回宇宙空间。
（一）、大气对太阳辐射的吸收
大气对于太阳辐射的吸收是具有选择性的。
O2：强烈吸收λ<200nm的紫外线。
O3：主要吸收λ在200～320nm的紫外线。
水汽：吸收红光及红外线，辐射能可减弱4%～15%。
CO2、微尘杂质：吸收一部分太阳辐射能。
（二）、大气对太阳辐射的散射
1、分子散射
蕾利散射定律：I=331(n-1)/Nλ4
2、粗粒散射
太阳辐射在大气中遇到较大的质点（云滴，雨滴）时，出现粗粒散射。此时它们对太阳辐射的散射没有选择作用（I与λ无关），对各种波长的散射强度将趋于一致。
（三）、大气对太阳辐射的反射
四、太阳辐射通过大气层时减弱的一般规律
太阳辐射在大气层中被减弱的程度，决定于阳光通过大气层的厚度，大气的透明度和地理纬度等因子。
1、大气量
大气量（m）：当太阳辐射垂直地面而到达海平面上时，太阳辐射所穿过的大气路径为一个大气量，即m=1。
m与hθ的关系：当太阳高度为hθ时，
Sin hθ = 1/m,

即m=csc hθ
实际m<cschθ。所以当hθ<30o时，则不可用上式计算m。
2、大气透明系数
大气透明系数(p):太阳直接辐射穿过一个大气量后的辐照度与穿过前辐照度的比值。即P=S1/So
影响P的因素：大气密度，水汽含量，微尘杂质。
贝尔减弱定律： S=S0•Pm
3、地理纬度
地理纬度不同，太阳高度角也不相同。随φ的增加， hθ减小。因此，一般来说太阳能辐射强度是随φ的增大而减小的。
五、到达地面的太阳辐射
太阳辐射经过大气的削减后，到达地面的辐射有：太阳直接辐射，天空散射辐射。
太阳直接辐射：太阳辐射经过大气的削弱后，一部分以平行光的形式直接投射到地面上，这一部分辐射称为太阳直接辐射。
天空散射辐射：太阳辐射受大气散射作用，而从天空各个方向投射到地球表面的辐射，称为天空散射辐射。
太阳总辐射： 直接辐射和散射辐射之和。
反射辐射： 太阳总辐射被地面反射的部分。
（二）、散射辐射（D）
影响因子： 太阳高度角、大气透明系数、云。
①、hθ ：在干洁大气中，随hθ增加，D也增加