太阳辐射能的来源及特点

太阳辐射能是地面能量的主要来源，也是大气中一切物理现象和物理过程的基本动力，因此太阳辐射是气候形成的首要因素。由于到达地球表面的太阳辐射能量是随纬度和季节而变化的，所以形成了气候的南北差异和季节交替。

太阳辐射在大气上界的时空分布，称为天文辐射。由天文辐射所形成的天文气候，反映了世界上实际气候的基本状况。图7.1为北半水平面上天文辐射的季、年总量及其随纬度而变化的分布图。由图可见如下几个特点：

1．太阳辐射年总量随纬度增高而逐渐减少。其最大值在赤道，为1320×107J/(m2·a)最小值在极地为547×107J/(m2·a)，极地的太阳辐射年总量仅为赤道的41%。太阳辐射年总量的这种分布，是造成温度年平均值在北半球由南向北递减的主要原因。

2．在北半球夏半年太阳辐射总量的最大值在20°～30°N，为720×１０７J/(m2·a)由此向北向南逐渐减少。但是，由于夏半年的可照时数是随纬度增高而延长的，所以夏半年南北之间太阳辐射总量的差异并不大，极地的太阳辐射总量约为赤道的83%。夏半年太阳辐射的这种分布状况使得南北之间温度差异变小。

3．在北半球冬半年太阳辐射总量的最大值在赤道，为660×１０７J/(m2·a)左右，并且随纬度增高迅速减少，到极地已减少为零。这是由于北半球的冬半年太阳高度角和日照时数均随纬度增高而减小的缘故。冬半年太阳辐射的这种分布趋势使得南北之间温度差异变大。

4．冬、夏半年太阳辐射总量的差异随纬度增高而增大。低纬度地区，辐射总量差异小，所以气温变化相应较小，几乎没有季节之分；中、高纬度地区，辐射总量差异大，所以气温年变化大，季节性明显。

5．同一纬度上，太阳辐射总量都是相同的，也就是说，太阳辐射总量具有与纬圈平行成带状分布的特点。这是气候呈带状分布的主要原因。当然，地球表面的实际气候远较天文气候复杂。这是因为某地温度的高低，不仅受太阳辐射总量的制约，还决定于地面净辐射。地面净辐射为正时，地面通过辐射交换获得热量，温度升高；反之，温度降低。就全球而言，年净辐射随纬度增高而减小，中、低纬度地区为正值，高纬度地区为负值，等值线一般与纬圈平行，呈现带状分布。不过，由于海洋的反射率小于陆地，洋面上的净辐射大于同纬度陆面上的，致使年净辐射的带状分布遭到破坏。同在陆地上，也会因地表特性、湿度大小、云量多少等不同，影响年净辐射的带状分布。

辐射值的不均匀分布，造成了热量平衡的差异，影响到全球温度的分布。因此产生气压差，形成空气运动，进而影响云雾、降水等气候要素的分布，使得全球一年中最热地带在回归线附近而不在赤道上。由此可见，太阳辐射在气候形成中所起的重要作用。

太阳的辐射来自氢聚变，除了电磁波外，还有大量的粒子辐射出来，就是所谓的太阳风。