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閱讀：4發(fā)布時(shí)間：2025-3-26
太陽(yáng)向地球發(fā)射的輻射波長(zhǎng)范圍廣，強(qiáng)度各有不同。投射到大氣上邊界的電磁太陽(yáng)輻射被稱為地外輻射。全光譜的平均積分值為1367 W/m2（太陽(yáng)常數(shù)）。
通常，太陽(yáng)和大氣輻射波長(zhǎng)的測(cè)量單位是納米（nm，10-9 m），而紅外線輻射的測(cè)量單位是微米（µm，10-6 m)），測(cè)量范圍如下表所示。在天文學(xué)以及一些舊書籍中，可能還會(huì)看到以埃格斯特朗（?，10-10 m）作為波長(zhǎng)單位使用。
氣象應(yīng)用中太陽(yáng)和大氣輻射的波長(zhǎng) | |||
短波 | UV-C | 100~280nm | 由太陽(yáng)發(fā)射，在到達(dá)地面之前全部被地球大氣吸收。 |
UV-B | 280~315nm | 由太陽(yáng)發(fā)射，90%被地球大氣吸收，但生物活性強(qiáng)，會(huì)引起曬傷。 | |
UV-A | 315~400nm | 由太陽(yáng)發(fā)射，大部分到達(dá)地面，但沒有較大的生物活性不強(qiáng)。 | |
可見光 | 400~780nm | 紫色到紅色（彩紅顏色）的可見光 | |
長(zhǎng)波（紅外線） | 近紅外 | 780nm~3μm | 來自太陽(yáng)的熱輻射 |
遠(yuǎn)紅外 | 3μm~50μm | 來自大氣、云層、地球和周圍環(huán)境的熱輻射 | |
具有氣象學(xué)意義的光譜范圍為300nm~3000nm（短波輻射）。所有地外輻射中有96%位于該光譜范圍內(nèi)。太陽(yáng)光譜的*大輻射強(qiáng)度出現(xiàn)在500nm，接近可見光范圍的藍(lán)端。
完整的光譜包含紫外線（UV）、可見光（Vis）和紅外線（IR）波長(zhǎng)。但是，這些波長(zhǎng)范圍需根據(jù)具體的應(yīng)用領(lǐng)域加以細(xì)分。其中*有名的是彩虹顏色——可見光的棱鏡色。IR又分為近紅外線（NIR）和遠(yuǎn)紅外線（FIR）。
UV通常細(xì)分為UV-A、UV-B和UV-C輻射。在到達(dá)地球的總太陽(yáng)輻射中，有大約6%是紫外線。短波長(zhǎng)（高頻）的能量大，因此對(duì)生物和化學(xué)系統(tǒng)的影響更大。
在穿過大氣層時(shí)，太陽(yáng)輻射會(huì)因?yàn)橄铝凶饔枚p：
紫外線范圍
被分子和氣溶膠顆粒散射，以及被臭氧、二氧化硫、二氧化碳和其他微量氣體所吸收。
可見光范圍
被分子和氣溶膠顆粒散射，以及被氣溶膠顆粒、臭氧和其他微量氣體少量吸收。
紅外線范圍
被水蒸氣和氣溶膠吸收但少量散射。
大氣上層的臭氧分子能夠過濾掉紫外線輻射，且其過濾作用會(huì)隨著波長(zhǎng)變短而增強(qiáng)。當(dāng)幾乎所有的UV-A輻射到達(dá)地面時(shí)，臭氧吸收掉將近90%的UV-B輻射和所有的UV-C輻射。在此期間，大氣中的氧氣也會(huì)產(chǎn)生新的臭氧（O3），強(qiáng)化這一作用過程。
大氣臭氧含量的改變對(duì)UV-B輻射量的影響尤為顯著。臭氧層濃度升高，表明UV-B輻射減少，而臭氧層濃度下降，則表明到達(dá)地表面的UV-B輻射增多。
太陽(yáng)輻射對(duì)大氣、陸地和海洋中的各種化學(xué)、生物和物理現(xiàn)象起到了推動(dòng)作用。
到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的主要作用是使地球變暖，這是我們?nèi)祟愘囈陨娴臈l件。30%的地外太陽(yáng)輻射（下圖黃色）被反射回到太空，而大約51%被陸地和水吸收，剩下的19%則被云層和大氣吸收。
長(zhǎng)波遠(yuǎn)紅外輻射（FIR）顯示為紅色，大部分轉(zhuǎn)化為從陸地、水、云層和大氣重新輻射回來的短波能?？偰芰恐兄挥幸恍〔糠至粼诘厍蛏?，但足以維持地球上的所有生物進(jìn)程并推動(dòng)天氣系統(tǒng)的演化發(fā)展。
當(dāng)然，反射和重新輻射回的能量中存在的變化差異會(huì)影響到地面與大氣之間的能量平衡，這種能量平衡反過來又會(huì)影響到氣象條件和其他生物進(jìn)程，例如植物的生長(zhǎng)。
人們對(duì)人類賴以生存的環(huán)境和生活方式的關(guān)注日益增加，加之對(duì)更高農(nóng)作物產(chǎn)量的追求，我們有*要掌握有關(guān)入射輻射和反射輻射的可用準(zhǔn)確信息。在這方面，首要關(guān)注點(diǎn)在于不同波長(zhǎng)條件下輻射強(qiáng)度的分布情況。
如今，太陽(yáng)輻射測(cè)量在多個(gè)不同的應(yīng)用領(lǐng)域均顯現(xiàn)出極為重要的作用，例如氣候?qū)W、氣象學(xué)、水文學(xué)、污染預(yù)測(cè)、太陽(yáng)能、農(nóng)業(yè)和材料測(cè)試等。來源：由Reinhold R?semann完成的“太陽(yáng)輻射測(cè)量"一書
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