(一)大气的受热过程

炽热的太阳以电磁波的形式源源不断地向宇宙空间放射能量称为太阳辐射。太阳辐射的能量主要集中在波长较短的可见光部分,所以人们把太阳辐射称为短波辐射(图 2.2)。

太阳辐射是地球表面最主要的能量来源。太阳辐射到达地球,首先进入大气圈。在经过大气时,平流层中的臭氧能强烈地吸收波长较短的紫外线; 对流层中的水汽和二氧化碳等主要吸收波长较长的红外线;但能量最多的可见光却很少被大气吸收。所以大部分可见光能够穿透大气射到地面上来。可见,大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的(约为 19%)。

当太阳辐射到达地面后,地面吸收了近一半(约为 47%)的太阳辐射能量(图 2.3),地面温度增高,同时地面也以电磁波的形式向外辐热量。地面辐射的能量主要集中在红外线部分,属于长波辐射。地面辐射极易被对流层中的水汽和二氧化碳所吸收。据观测,近地面的大气能够吸收地面辐射的 75%~95%。可见低层大气增温的直接热源是地面辐射。