层空气进行交换，近地面的热量、水汽、杂质易于向上输送，对成云致雨有主要作用。 ③气象要素水平分布不均匀。由于对流层受地表作用最大，而地表有海陆差异，地形高 低起伏也不同，所以在对流层中，温湿度的水平分布是不均匀的。 平陆>海海>陆 如海表污杀，“海洋沙溪化”，则会有湿度“陆>海” 暗连之陆 海>陆 对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层，一般厚度1~2km,边界层范围冬<夏 晚上 白天， 平稳天气 风和扰动强烈日 。在这层里 受地面 和热力影 响最大，湍流交换作用强，水汽和微尘含量较多，各种气象要素都有明显的日变化。 平流层 对对流屠项《几百米至1~2m的过液居)，其特位是：毛温随高度增加突然隆低 流 自1 自由大气， 成为一下等温。可阳 括时流 由 地表摩擦可忽路不计 层中的对藏追协，从而使下边输 送上兼 层 大 的水汽微尘聚集在其下方，而使 处大 气 r>0 色混池座增大。对流展项先温： 低律度 摩擦层 地后平的为83C.意伟应地后 -53℃ 2.平流层：自对流层项到55km左右为平流层。在平流层内气流平稳，空气垂直混合 作用减弱 30km以上，气温随h1明显t 55km,T=3℃。 紫外线↑稀 因为O:吸收太阳辐射增强 强 层r<0 浓 10 -30km r≤0随h↑T最初保持不变或微有上升。 r<0,空先密度上小下大，居 移定 平流层中水汽含量极少，大多数时间天空是晴朗的，有时积雨云可发展到平流层下 部。平流层中的微尘远比对流层少，但当火山爆发时火山尘可到达平流层，影响能见度 和气温。 3.中间层：平流层顶到85km高空叫中间层， 凭随个而迅速」，垂直追动照融，所以又款高空时 居 中间层r>0 项层T=-113-83℃，因为没有0，石N2、0,直送《 传的那 平流层项55k 波长更的太阳又大部分被上尾大毛吸收掉了，故 温板低。 中间层内水汽含量极少，几乎没有云层，仅在高纬75~90km处有时能见夜光云，有人 认为夜光云是由极细微的尘埃所组成，也不是水汽。60~90km处，有一个只有白天才 出现的电离层一一D层
层空气进行交换，近地面的热量、水汽、杂质易于向上输送，对成云致雨有主要作用。 ③气象要素水平分布不均匀。由于对流层受地表作用最大，而地表有海陆差异，地形高 低起伏也不同，所以在对流层中，温湿度的水平分布是不均匀的。 温 湿 早 陆＞海 海＞陆 如海表污染，“海洋沙漠化”，则会有湿度“陆＞海”。 晚 海＞陆 海＞陆 对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层，一般厚度 1～2km，边界层范围冬＜夏， 晚上＜白天，平稳天气＜大风和扰动强烈的天气。在这层里，大气受地面摩擦和热力影 响最大，湍流交换作用强，水汽和微尘含量较多，各种气象要素都有明显的日变化。 平流层 对 对流层顶（几百米至 1～2km 的过渡层），其特征是：气温随高度增加突然降低 缓慢或 流 自 自由大气， 几乎不变，成为一下等温。可阻 挡对流 由 地表摩擦可忽略不计。 层中的对流运协，从而使下边输 送上来 层 大 的水汽微尘聚集在其下方，而使 该处大 气 r＞0 气混浊度增大。对流层顶气温： 低纬度 摩擦层 地区平均为-83℃，高纬度地区 -53℃。 2.平流层：自对流层顶到 55km 左右为平流层。在平流层内气流平稳，空气垂直混合 作用减弱。 30km 以上，气温随 h↑明显↑，55km，T=-3℃。 紫外线 稀 暖 因为 O3 吸收太阳辐射增强。 强 ↑ 层 r＜0 ↓ 浓 弱 O3 30km r≤0 随 h↑T 最初保持不变或微有上升。 r＜0，空气密度上小下大，层 结稳定。 平流层中水汽含量极少，大多数时间天空是晴朗的，有时积雨云可发展到平流层下 部。平流层中的微尘远比对流层少，但当火山爆发时火山尘可到达平流层，影响能见度 和气温。 3.中间层：平流层顶到 85km 高空叫中间层。 气温随 h↑而迅速↓，垂直运动强烈，所以又称高空对 流层。 中间层 r＞0 顶层 T=-113～-83℃，因为没有 O3，而 N2、O2能直接吸 收的那些 平流层顶 55km 波长更的太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了，故气 温极低。 中间层内水汽含量极少，几乎没有云层，仅在高纬 75～90km 处有时能见夜光云，有人 认为夜光云是由极细微的尘埃所组成，也不是水汽。60～90km 处，有一个只有白天才 出现的电离层——D 层
4.热层：又叫热成层、暖层。r<0,h↑T↑。因0（氧原子）吸收波长<0.175μm 的太阳紫外线。太阳活动强时500km处T2000K,太阳活动弱时500km处T=500K。 无明显的顶部，500~8 13关于电离尾和极光 5.散逸层：大气的最高层，外层。h1,△T0,0,T高，V大，距地球D远 地心引力G小。大气粒子常散逸至星际空间，是大气圈与星际空间的过渡地带。 总之，大气是气候系统中最活跃，变化最大的组成部分，整体热容量为532×10M。 热惯性小，说明热量疹化传输快。当外界热源发生变化时，桶讨大气运动对垂直和水平 的热量传输使整个对流层热力调整到新热量平衡所需的时间尺度，大约为1个月左右 如果没有补 能过程，动能因摩擦作用而 毛尽的时间大约也是1个月。 二、水圈，陆面，冰雪圈，生物圈将在“气候学”章再讲。 §1.3大气的主要物理性质 大质景及甘铅直分在 假定把大气看成是均质的，即大气密度不随高度而变化，而以标准状态(T=273， P=1013.25hpa) 下的空气密度P=1.293kg/m计算，则 P=P8h→h=101325×100 9.8×1.293 7996.4≈8000m,于是整个大气柱中空气质量为 M。=P,V=PSh=1.293×8000×1=10344kg≈10吨。则地面上每m大约承受10吨 大气质量，地球表面积4πr?,大气总质量约为5×10亿吨。实际上大气密度随高度按指 数规律减少。关系式为：p.=Pe,Z为高度，单位m,Z均质大气厚度，p.为Z米 处空气密度。 空气密度占大气总质量%(0~Z高度) 所以，大致在5km高度以 0地表 1.2 kg/m' 0 下的空气，占大气总质量的 5km处 07 50% 50%,8km高度以下占63%， 8km 63% 19张m高度以下约占90%， 19km 90% 36km高度以下占99%。 39km 99% 可见，大气质量的绝大部 分集中在0~20（或30）km 的气层中。 二、气体状态方程：大气的物理状态，通常用4个物理量（气温T,气压P,质量m, 体积V)表示。描述大气中这几个量之间的关系式叫状态方程。 一)干空气状态方程：在物理学中证明了理想气体的状态方程为P。R,为 T u 气体的摩尔质量R为汽体常数=831×1O0l,m为航体质量.PY-P业=R, 1摩尔=22.4升。 酒常销不，可认为地球大气和理气体相近，B一层T- ,RT,→千
4. 热层：又叫热成层、暖层。r＜0，h↑T↑。因 O（氧原子）吸收波长＜0.175μm 的太阳紫外线。太阳活动强时 500km 处 T=2000K，太阳活动弱时 500km 处 T=500K。 无明显的顶部，500～800km。书 P12～13 关于电离层和极光。 5. 散逸层：大气的最高层，外层。h↑,ΔT≈0，r≈0，T 高，V 大，距地球 D 远， 地心引力 G 小。大气粒子常散逸至星际空间，是大气圈与星际空间的过渡地带。 总之，大气是气候系统中最活跃，变化最大的组成部分，整体热容量为 5.32×1015MJ。 热惯性小，说明热量变化传输快。当外界热源发生变化时，通过大气运动对垂直和水平 的热量传输使整个对流层热力调整到新热量平衡所需的时间尺度，大约为 1 个月左右， 如果没有补充大气的动能过程，动能因摩擦作用而消耗尽的时间大约也是 1 个月。 二、水圈，陆面，冰雪圈，生物圈将在“气候学”章再讲。 §1.3 大气的主要物理性质 一、大气质量及其铅直分布 假定把大气看成是均质的，即大气密度不随高度而变化，而以标准状态（T0=273K， P0=1013.25hpa ） 下 的 空 气 密 度 0 =1.293kg/m3 计 算 , 则 P gh h 7996.4 8000m 9.8 1.293 1013.25 100 0 = = → = , 于是整个大气柱中空气质量为 M0 = 0V = 0 Sh =1.29380001 =10344k g 10吨 。则地面上每㎡大约承受 10 吨 大气质量，地球表面积 4πr 2 ,大气总质量约为 5×107亿吨。实际上大气密度随高度按指 数规律减少。关系式为： 0 0 z z z e − = ,Z 为高度,单位 m，Z0均质大气厚度， z 为 Z 米 处空气密度。 所以，大致在 5km 高度以 下的空气，占大气总质量的 50%，8km 高度以下占 63%， 19km 高度以下约占 90%， 36km 高度以下占 99%。 可见，大气质量的绝大部 分集中在 0～20（或 30）km 的气层中。 二、气体状态方程：大气的物理状态，通常用 4 个物理量（气温 T，气压 P，质量 m， 体积 V）表示。描述大气中这几个量之间的关系式叫状态方程。 （一）干空气状态方程：在物理学中证明了理想气体的状态方程为 * R m T PV = ，μ为 气体的摩尔质量,R*为气体常数=8.31×103 J/(mol·k)，m 为气体质量。 * 0 0 0 R T PV T PV = = ， 1 摩尔=22.4 升。 通常情况下，可认为地球大气和理想气体相近。 T R R T V m Pd d * * = = ，μ→干 Z 空气密度 占大气总质量%(0～Z 高度) 0 地表 5km 处 8km 19km 39km 1.2 ㎏/m3 0.7 0 50% 63% 90% 99%
空气的摩尔质量=28.97，R一干空气的比气体常数（或称干空气的气体常数）=R'/μ 8,于空气的压，月=P,RT→P号由上式可知.空气密度 气压和温度的变化而变化。 (2)水汽的状态方程：大气中的水汽在没有相变的情况下，可用理想气体状态方程。 对水汽：P=mRT→n.RR,为水汽的比气体常数46KgkH,0→从，为 水汽分子量=18gmol。 (3)湿空气的状态方程：根据道尔顿分压定律，混合气体的总压强等于各气体成份分 压强之和，所以湿空气的总压强是干空气和水汽的分压强之和。即P-P十e 现在我们一起来推导 =m+m→p=P+,→p= p-ee -RT+RT-RT+RT-RT RT+R.T RT RRT RT R1+0378号 P →P=pR,7+0378号 R,110+0.378号 关键两处为：一是分子分母同乘以(1+0.378e/P):二是e/P很小，(0378ePy可忽 路不计。 虚温工，=71+0,378号月}则湿空气状态方程为P=pR,7,比较干空气挑态方程 P=p。RT与湿空气状态方程P=pRTv形式上相似，只是实际气温换成了虚温。可以 看出，虚温的意义是：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温 度。虚实温差△T=Tv-T0.378TT,且e大，则温差大。在低层大气，尤其在夏季 €值很高，必须用湿空气状态方程。在高空€值相对小，△T很小，这时可用干空气状 态方程来描述，而不致造成大的误差。 三、主要气象要素 气象学上，大气的物理性状主要以气象要素（温、压、风、湿），空气状态方程（干、 湿空气状态方程)来表征。 气温通常指分离地面血处，处王通风防辐射各件下的方叶馆中干球温度读数。我 国规定：1标准大气压下，即P=1013.3hpa时，纯水冰点为0℃，沸点为100C,将100 等分，每1刻度为1C。 理论上用绝对温标(K)表示温度，1K的间隔与1℃相同，但其零度称为“绝对零度” =-273.15℃，所以水的冰点273.15k,沸点为373.15K,T=t+273.15≈t+273
空气的摩尔质量=28.97, Rd—干空气的比气体常数（或称干空气的气体常数）= R* /μ =287 J/(kg.k)，Pd干空气的压强， R T P P R T d d d = d d → d = ，由上式可知，空气密度随 气压和温度的变化而变化。 （2）水汽的状态方程：大气中的水汽在没有相变的情况下，可用理想气体状态方程。 对水汽： R T e eV mR T w = w → w = ,Rw 为水汽的比气体常数=461J/(Kg.k),H2O → w 为 水汽分子量=18g/mol。 （3）湿空气的状态方程：根据道尔顿分压定律，混合气体的总压强等于各气体成份分 压强之和，所以湿空气的总压强是干空气和水汽的分压强之和。即 P=Pd＋e 。 现在我们一起来推导： ( ) ( ) → = + + + − = = − − = − − = − + = − + − → = + → = + = + = P e P R T P e R T P P e R T P e P P e R T P P e R R R R T P R R T R R e R T P R T e R T e R T P R T e R T P e R T e R T P V m m V m d d d w d w d w d d w d d d w d w d d w d d w d w 1 0.378 10 0.378 1 0.378 1 0.378 1 1 0.378 2 关键两处为：一是分子分母同乘以（1+0.378e/P）；二是 e/P 很小，(0.378e/P)2可忽 略不计。 = + P e 虚温Tv T 1 0.378 ，则湿空气状态方程为 P = RdTv ，比较干空气状态方程 Pd=ρd RdT 与湿空气状态方程 P=ρRdTV 形式上相似，只是实际气温换成了虚温。可以 看出，虚温的意义是：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温 度。虚实温差ΔT=TV－T=0.378eT/P>T，且 e 大，则温差大。在低层大气，尤其在夏季 e 值很高，必须用湿空气状态方程。在高空 e 值相对小，ΔT 很小，这时可用干空气状 态方程来描述，而不致造成大的误差。 三、主要气象要素 气象学上，大气的物理性状主要以气象要素(温、压、风、湿)，空气状态方程(干、 湿空气状态方程)来表征。 1.气温 temperature(℃) 气温通常指分离地面 1.5m 处，处于通风防辐射条件下的百叶箱中干球温度读数。我 国规定：1 标准大气压下，即 P=1013.3hpa 时，纯水冰点为 0℃,沸点为 100℃,将 100℃ 等分，每 1 刻度为 1℃。 理论上用绝对温标（K）表示温度，1K 的间隔与 1℃相同，但其零度称为“绝对零度” =-273.15℃,所以水的冰点 273.15k,沸点为 373.15K,T=t＋273.15≈t＋273
我们知道，温度是反映分子运动的能量，在一定容积内，一定质量的空气，其温度 的高低只与气体分子运动的平均动能有关。Ec1/2mv2,TcE,V↑，E↑，T↑。 速度？P=1BpV,V-485m s=1746km/ ,空气分子运动速度相 当大。分子传导输送热量是很快的，光脚走沙滩也是分子输送热量。 2.气压（书P15~16) P=F/S-G/S=Mg/S=pvgs=p shg/s-p gh单位是hpa, 1hpa=10N/cm2,1013.25hpa=760mmHg 水汽和随和水汽压E, ②相对湿度eEx100%,③饱和差d上E一e ④比湿qm./m.十mu,⑤冰汽混合比mwmg,⑥潺点Ta 绝对湿度a指的是单位体积空气中所含的水汽质量，又称水汽密度(gm3或gcm),可直 接表示空气中水汽的绝对含量，水汽多，绝对湿度就大。它不易直接测量，可通过其他测量 推算出来。水汽是大气的一部分，气体状态方程同样适用水汽。故绝对湿度α R,若 T=2730+cm),其中a为气体膨胀系数=1273，当=16.4C时，则以gm3表示的绝对湿 度a≈以mmHg表示的水汽压e。因为绝对湿度的测定比水汽压测定困难，所以在实际工作 中，常以e近似代替a 第二章太阳辐射 太阳辐射，地面辐射和大气辐射是各种大气物理、大气化学过程和天气现象的根本原因 也是各地气候形成的最重要原因之 地球大气中的一切物理过程都伴随者能量的转换，例如水分从地面蒸发到大气中是吸收 了辐射能，太阳辐射能量是地球大气最重要的来源。一年中整个地球从太阳获得5.44×102J 的辐射能量。 地球一方面吸收太阳辐射能另一方面不断地向外发射辐射能（自然界中的任何物体 只要温度高于绝对零度以上就能发出辐射能)，而地球的热状况，全球温度分布和变化又制约 若大气运动状态影响者云雨的形成。例如厄尔尼诺，拉尼娜现象都受制于热状况等大气运动： 本章主要讨论太阳，地球和大气辐射及它们的规律，为此需先介绍一下有关太阳和地球的基本 知识 S2太阳和地球 一、太阳 太阳是离地球最近的恒星，是地球上光和热的主要来源。太阳半径为6.96×10km,是地 球半径的109倍。太阳是一个炽热的气体球它的主要成分和地球原生大气一样是氢和氨氢 占75%，氢占25%。科学家们普遍认为太阳的热能来源于由四个氢原子转换成一个氢原子时 发生的聚变反应产生的。这种反映发生在太阳内部深处，那里温度高达400万度，而它的表面 的辐射温度约为6000水，因此有大量能量向外发射。 二、 地球 地球是一个扁球体，平均半径是6371.22km地球一面绕地轴自转，一面沿椭圆形黄道绕太 阳公转，因此地球与太阳之间的距离是变化的。近日点出现在1月3日1470万km,远日点 在7月4日为1520万km,平均距离出现在4月3日和10月5日1496万km。由于地球距太
我们知道，温度是反映分子运动的能量，在一定容积内，一定质量的空气，其温度 的高低只与气体分子运动的平均动能有关。E∝1/2mv2 , T∝E，V↑，E↑，T↑。 计算空气分子运动的速度？P=1/3ρV2，V=485m/s=1746km/h，空气分子运动速度相 当大。分子传导输送热量是很快的，光脚走沙滩也是分子输送热量。 2.气压（书 P15～16） P=F/S=G/S=Mg/S= ρ vg/s= ρ shg/s= ρ gh 单位是 hpa ， 1hpa=102N/cm2 ,1013.25hpa=760mmHg. 3. 湿度 书 P16～17 ① 水汽压 e 和饱和水汽压 E ，②相对湿度 f=e/E×100%，③饱和差 d=E－e ④比湿 q=mw/ mw＋md，⑤水汽混合比 r=mw/md，⑥露点 Td 绝对湿度 a 指的是单位体积空气中所含的水汽质量，又称水汽密度(g/m3 或 g/cm3 ),可直 接表示空气中水汽的绝对含量，水汽多，绝对湿度就大。它不易直接测量，可通过其他测量 推算出来。水汽是大气的一部分，气体状态方程同样适用水汽。故绝对湿度 R T e a w = ，若 T = 273(1 + t),其中为气体膨胀 系数=1/273，当 t=16.4℃时，则以 g/m3 表示的绝对湿 度 a≈以 mmHg 表示的水汽压 e。因为绝对湿度的测定比水汽压测定困难，所以在实际工作 中，常以 e 近似代替 a。 第二章 太阳辐射 太阳辐射，地面辐射和大气辐射是各种大气物理、大气化学过程和天气现象的根本原因， 也是各地气候形成的最重要原因之一。 地球大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换，例如水分从地面蒸发到大气中是吸收 了辐射能，太阳辐射能量是地球大气最重要的来源。一年中整个地球从太阳获得 5.44×1024J 的辐射能量。 地球一方面吸收太阳辐射能,另一方面不断地向外发射辐射能（自然界中的任何物体， 只要温度高于绝对零度以上就能发出辐射能）,而地球的热状况,全球温度分布和变化又制约 着大气运动状态影响着云雨的形成。例如厄尔尼诺,拉尼娜现象都受制于热状况等大气运动。 本章主要讨论太阳,地球和大气辐射及它们的规律,为此需先介绍一下有关太阳和地球的基本 知识。 §2.1 太阳和地球 一、太阳 太阳是离地球最近的恒星,是地球上光和热的主要来源。太阳半径为 6.96×105km,是地 球半径的 109 倍。太阳是一个炽热的气体球,它的主要成分和地球原生大气一样是氢和氦,氢 占 75%,氦占 25%。科学家们普遍认为太阳的热能来源于由四个氢原子转换成一个氦原子时 发生的聚变反应产生的。这种反映发生在太阳内部深处,那里温度高达 4000 万度,而它的表面 的辐射温度约为 6000K，因此有大量能量向外发射。 二、地球 地球是一个扁球体,平均半径是 6371.22km,地球一面绕地轴自转,一面沿椭圆形黄道绕太 阳公转,因此地球与太阳之间的距离是变化的。近日点出现在 1 月 3 日 1470 万 km，远日点 在 7 月 4 日为 1520 万 km,平均距离出现在 4 月 3 日和 10 月 5 日 1496 万 km。由于地球距太
阳很远，相对太阳又太小，故地球只能接受到极窄的一束太阳光，所以投射到整个地球上的 太阳辐射可以近似作为平行光处理 地球绕太阳公转一周36： ,需要36天5小时48分46秒，因此4年就差不多多出一天 为闰年，平年2月28天，闰年2月29天。 ★为什么其它月为30或3引天，而2月是28或29天呢？为什么7,8月份又都为3引天呢？ 这是由于目前使用的公历是沿用了公元前46年古罗马独裁者恺撒大帝主持制定的。它 规定单月大为3引天，双月小为30天，这样算下来1年为366天多了1天。按罗马习俗，2 月份为死刑四犯处决月，人们认为2月不吉利 ,日于应短 于是2 月减少 1天为29天 后来有个叫奥古斯都的人当了皇帝，发现恺撒大帝的生日是在7月，所以把单月作为大月共 31天，而自己是8月生日，是双月8月才30天，认为这有损于自己的“尊严”，于是他下 令把8月份也改成大月31天，同时把下半年所有双月改成大月为3引天。这么一算下来1 年就成366天名出1天，干脆把2月减1天，所以平年2月变成28天了。以后2000多年来 直沿用龙 合法而不 理的规定 我国从春秋战国时代开始逐步地把地球在黄道上每转15°（即公转15”）就叫1个“节 气”，1年24节气，每月两个。上半月在4一8日，下半月在19一23日。24个节气反映了 年当中的四季变化，也反映了农业生产的情况(24气承：春雨惊春清谷天，夏满忙夏暑相连， 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒)。 四委的形成 句话 ,四季形成是因太阳光线在地球上的直射点的位置在不断发生变化，即在南 北回归线上移动的结果。就整个地球来讲，一年中所获得的太阳辐射总量的变化很小，但对 南北两半球来说变化就比较大了。这是由于地球在围绕太阳公转时，地轴始终和公转轨道（即 黄道)平面保持一个66.33°的倾角，所以地球始终是斜着自转的，因而在一年中太阳有时直 考球有耐直射南丰球直点在杜结公之感北我定2公的维灵 把太阳直射地球所在的纬度叫赤纬并用6表示， 所以太阳赤纬6在南北 23.5°上变化。我们把6在北半球取为正值，如夏至6月22日8为+23.5°，冬至12月22 日6为-23.5°，而春分3月21日和秋分9月23日太阳直射赤道，则8=0 地球上某一地方收到的太阳能的多少与什么有关呢？如何来确定呢？这与农业生产关系 很大，是一个热量资源问题，如果热量资源不够，许多作物不能生长。 它与两方面有关，一是太阳高度角（一天的变化，自转：一年的变化，公转： 一是日照时 数。 1太阳高度角 所谓太阳高度角是指太阳能入射方向与地平面之间夹角。直射时是90°，斜射时< 90°。直射时单位地表面积上所获得的辐射能最多（考P28.2.8）。（附图n2.1) Q,Q分别代表斜面和垂直面的辐射强度。S,S分别代表斜面的面积 到达两个面的辐射通量是相等的，太阳高度角越高，太阳直接辐射就越多。 sinH,=sin中sin8+cos中cos8cosa 中一纬度8一太阳赤纬一各地不同时间对应的时角 2.可照时数：可照时数越长，即白昼越长，昼越长获得的太阳辐射当然越多（附图2.2） 夏季昼长是地面积累热量的时候（见业象学P4,表1.2）。(P12-14)。P13,话太和 度角针算公式：sinH,=sin中sin6+cos中cos6cosω，日出与0设时刻，太胸正好位于地平履 上，此时，h=0,c0sω=-tg中tg6,得g设+w。和日出-仙，对可强时数t=2仙/15。 3.前面讲了太阳高度角高低是时间（日和年）的函数，如何体会？以北京为例：事
阳很远，相对太阳又太小，故地球只能接受到极窄的一束太阳光,所以投射到整个地球上的 太阳辐射可以近似作为平行光处理. 地球绕太阳公转一周 365°,需要 365 天 5 小时 48 分 46 秒，因此 4 年就差不多多出一天 为闰年，平年 2 月 28 天，闰年 2 月 29 天。 ★ 为什么其它月为 30 或 31 天,而 2 月是 28 或 29 天呢?为什么 7,8 月份又都为 31 天呢? 这是由于目前使用的公历是沿用了公元前 46 年古罗马独裁者恺撒大帝主持制定的。它 规定单月大为 31 天，双月小为 30 天，这样算下来 1 年为 366 天多了 1 天。按罗马习俗，2 月份为死刑囚犯处决月，人们认为 2 月不吉利，日子应短些，于是 2 月减少 1 天为 29 天。 后来有个叫奥古斯都的人当了皇帝，发现恺撒大帝的生日是在 7 月，所以把单月作为大月共 31 天，而自己是 8 月生日，是双月 8 月才 30 天，认为这有损于自己的“尊严”，于是他下 令把 8 月份也改成大月 31 天，同时把下半年所有双月改成大月为 31 天。这么一算下来 1 年就成 366 天多出 1 天，干脆把 2 月减 1 天，所以平年 2 月变成 28 天了。以后 2000 多年来 人们一直沿用这一合法而不合理的规定。 我国从春秋战国时代开始逐步地把地球在黄道上每转 15°（即公转 15°）就叫 1 个“节 气”，1 年 24 节气，每月两个。上半月在 4～8 日，下半月在 19～23 日。24 个节气反映了一 年当中的四季变化，也反映了农业生产的情况(24 气歌：春雨惊春清谷天，夏满忙夏暑相连， 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒)。 三、四季的形成 用一句话讲，四季形成是因太阳光线在地球上的直射点的位置在不断发生变化，即在南 北回归线上移动的结果。就整个地球来讲，一年中所获得的太阳辐射总量的变化很小，但对 南北两半球来说变化就比较大了。这是由于地球在围绕太阳公转时，地轴始终和公转轨道（即 黄道）平面保持一个 66.33°的倾角，所以地球始终是斜着自转的,因而在一年中太阳有时直 射北半球有时直射南半球。其直射点在南北纬度 23.5°之间变化，我们把南北 23.5°的纬圈 叫南北回归线。把太阳直射地球所在的纬度叫赤纬并用δ表示，所以太阳赤纬δ在南北 23.5°上变化。我们把δ在北半球取为正值，如夏至 6 月 22 日δ为＋23.5°,冬至 12 月 22 日δ为-23.5°，而春分 3 月 21 日和秋分 9 月 23 日太阳直射赤道，则δ=0 地球上某一地方收到的太阳能的多少与什么有关呢?如何来确定呢?这与农业生产关系 很大，是一个热量资源问题，如果热量资源不够，许多作物不能生长。 它与两方面有关,一是太阳高度角(一天的变化，自转；一年的变化，公转)；一是日照时 数。 1.太阳高度角 所谓太阳高度角是指太阳能入射方向与地平面之间夹角。直射时是 90°，斜射时＜ 90°。直射时单位地表面积上所获得的辐射能最多(书 P28.图 2.8)。(附图 n2.1) Q ，·S 、 =Q·S Q ，Q 分别代表斜面和垂直面的辐射强度。S ，S 分别代表斜面的面积。 到达两个面的辐射通量是相等的，太阳高度角越高，太阳直接辐射就越多。 sinHθ=sinψsinδ+cosψcosδcosω ψ—纬度 δ—太阳赤纬 ω—各地不同时间对应的时角 2. 可照时数：可照时数越长，即白昼越长，昼越长获得的太阳辐射当然越多(附图 n2.2)， 夏季昼长是地面积累热量的时候(见农业气象学 P14，表 1.2)。（P12-14）。P13，根据太阳高 度角计算公式：sinHθ=sinψsinδ+cosψcosδcosω,日出与日没时刻，太阳正好位于地平圈 上，此时，hθ=0， cosω=-tgψtgδ, 得日没+ω0和日出-ω0，则可照时数 t=2ω0/15°。 3. 前面讲了太阳高度角高低是时间(日和年)的函数,如何体会? 以北京为例：ψ