第四节 太阳辐射能的空间分布

被地面和大气吸收的那 63 份辐射能，在地球的表面上是如何分配的呢？ 这与地球的赤道面与黄道面之间的角度有很大关系。63 份中的相当大一部分为位于热带的地球表面所接收，这是由于：（一）在热带的太阳高度（用角度来表示）在所有季节中都高，在高角度的太阳照射下，不仅接受的辐射能多，而且相应的地表反射率也小，这样总能量的收入就多；（二）热带地域中有巨大的海洋面积，由于水具有巨大的热容量，因此对于太阳辐射能的吸收和贮存较陆地要高；（三）相等纬度值的表面积，在赤道附近要比接近两极时大得多。全球面积的三分之一强，位于赤道南北 20 度之间的地域（一共

40 个纬度值），而其余的南北共 140 个纬度值所占据的地表面积只不过三分之二弱一点。这样，在低纬不仅接收了更多的太阳能，而且加上这里的反射率不很大，因而出现了太阳辐射能在这个区域的盈余。有盈余必然有其它地域所表现的不足，在高纬地区就是这样，太阳辐射能的支出大于收入，能量出现了亏缺。但也有一个令人意外的事实，以北半球而论，在仲夏的一个月当中，当太阳连续照射在极地时，该区域每日反而比热带每日所接受的能量还多。可是时间甚短，在一年中的其余时间里，两极地区的辐射远远低于热带地区。我们仍以北半球为例，大约在 38 度处，一年中的辐射能达到收支平衡，以南的地区能量盈余，以北的地区能量亏缺，这就势必引起南北之间全球规模的水平能量交换（图 4．5）。

大规模的大气活动、由温度原因引起的洋流等，就是进行这种交换的重要手段。通过这些手段，促进了自然地理过程的活跃，复杂了自然地理过程的表现，成为地表物质与能量交换的又一基本形式。

地球表面所接受的外来能，所能影响的地下深度却有限。太阳辐射能对任一地区的作用都具有周期性的变化，作为一种反映，地表温度表现出昼夜与季节的规律变化。这种变化对其下的渗透很浅。渗透的深度及相应的温度表现，除了别的原因外，与地表组成物质的热特性关系甚大，请参看下表的数值：

表 4.3 一些自然物质的热特性

[本表根据W．P．朗利（1967 年）所引证的吉格（Geiger，1959 年）的数据]

由于陆地地表不透明，导热率也都很小，所以不可能将热量传递很深。即使海洋表面比较透明，热量向下传递时的衰减也很迅速。这样又一次证实， 外来能与内生能是两个近乎独立的体系，它们在自然地理面中相遇，又各自在这里终结，二者之间虽然有能量的交换，但交换的数量甚微，实际上几乎没有任何具实质意义的影响。

辐射能在垂直方向上的分布，还包括随着地表面的海拔高度不同，它的分配也不相同。一般均有随着海拔高度增高而增高的趋势，这当然与大气透明度、大气质量等有关系。下边引述青藏高原上的测定资料，见麦 4．4：

表 4 ．4 青藏高原上太阳直接辐射随高度的变化（据童庆禧等）

（注：大气上界的太阳常数值、系根据 1968 年美国航空和宇宙航行局（NASA）应用 X- 15 火箭所测。）

此外，选取北纬 23 度左右范围内，不同海拔高度的年总辐射值，也能很

好说明这个问题。将表 4．5 的资料绘于图上时，就会看的更加清楚（图 4．6）。地表面吸收了太阳辐射能之后，是否立即就返回空间呢？事实上太阳能

是在作了一系列的功、并经过地面与大气之间的多次互相辐射后，才回到空间去的。从始态（太阳辐射能输入自然地理面），到终态（永远输出自然地理面，即返回

表 4 ．5 年总辐射值随高度的变化

空间），有着一条曲折的道路。在此过程中，太阳辐射能可以用于水分的蒸发，用于增大空气的乱流扩散强度，用于增加地面和大气的温度，用于绿色植物的光合作用等⋯⋯。因为地表各处的性质千差万别，用于各个方面的能量数值的分配就有很大的不同，研究这些方面的数量差异及变化规律， 对于探讨自然地理的一些基本问题，同样具有重要意义。