| 单词 | 辐射气候 |
| 释义 | 【辐射气候】 拼译：radiation climate 是气候学的重要分支之一。从气候学角度研究太阳和地球辐射能量交换规律，各辐射分量的时空分布及其对气候形成的作用。中国古代的廿四节气划分以及古希腊人把太阳倾斜视为气候，都朴素地意识到太阳辐射对气候形成的重要作用。 1884年，俄国伏耶依科夫(А．И．Вoeйкoв)提出了研究地球大气和地面太阳能收支的必要性。辐射气候研究的发展是与观测手段的改时以及观测资料的积累紧密相连的。自19世纪90年代第1台日射表问世，至今全世界已拥有约由1000多个测点组成的日射观测网，并积累了大量观测资料。观测项目包括了地表辐射平衡全部分量。从50年代末60年代初开始，又发展了辐射探空和气象卫星辐射测量。然而，已有的地面实测资料对辐射气候研究来说仍然是不够的。首先从站点数量看，现有日射站数还不及地面气象站的1／10，且分布极不均匀，主要集中在北美、亚欧北部，而在整个南半球以及广大不发达地区则站点甚少，海洋上基本空白。此外，在观测项目上绝大多数日射站点只进行太阳短波辐射观测。所以进行辐射气候研究时，除充分应用现有各种实测资料外，还需借助气候计算的方法。其基本思想是根据各辐射量与常规气象要素之间的物理联系，通过经验或半经验途径确立统计关系。1922年埃斯川姆(A．Angström)最先提出利用日照百分率计算总辐射的方法。稍后，京波尔(H．Kimball，1928)、沙维诺夫(C．N．Савинов，1933)又提出利用平均云量与日照百分率相结合作为天空遮蔽度因子的计算公式。70年来各国学者对总辐射的气候计算方法进行了大量研究，包括对公式起始数据及遮蔽度函数形式和结构的改变，证实埃斯川姆公式仍具有较高的计算精度。一般的拟合误差平均不超过5%，已能满足理论研究和实际应用的需要。关于地表有效辐射的气候计算问题，1916年埃斯川姆最先提出经验式。此后，勃伦特(D．Brunt，1940)又提出较为简便的公式。1952年别尔梁德夫妇(М．E．Ъepдянл)和(Т．Г．Ъepдянл)从近似求解大气长波辐射传输方程入手，也得到与勃伦特式完全一致的半经验半理论式，并考虑了由于地面温度与气温之间温度突变所造成的订正。该式在辐射气候计算中曾得到广泛应用。此外，文献中还有一些其它形式的经验式。辐射图解方法也有应用，这实质是一种大气长波传输方程的图解。比较著名的有爱尔萨斯(W．Elsasser，1942、1960)、山本(1952)、什赫切尔(Ф．М．Шexтep，1950)等的图解方法。使用辐射图解需有大气各高度的探空资料，这在一定程度上限制了这类方法的推广。近来也有直接根据大气长波辐射传输方程的近似解或其它模式使用计算机计算。由于有效辐射实测资料很少，且质量较差，所以总的说现有的各类有效辐射气候计算方法还不够完善，计算精度一般不超过10%，尚需进一步研究。精确地确定地表反射率对保证地表净辐射气候计算具有重要意义。地表反射率的月、年平均值通常参照现有各种典型地面反射率确定，同时还要考虑反射率的年变化。对有积雪地区和季节，则需考虑积雪的重大影响。70年代以来已开始应用行星反射率推求地表反射率的研究，这对确定海洋、沙漠和高山(高原)地区的地面反射率很有用。地表净辐射一般都以地表辐射平衡方程余项算出。有的曾作过利用其与总辐射的相关性进行直接推算的尝试，效果尚好。中国的辐射研究虽起步较晚(50年代末)，但已先后研制出适合中国特点且精度比较满意的辐射平衡各分量气候计算方法。在辐射气候分析方面，经19世纪末伏耶依科夫、阿贡(Augot，1883)等的开创性研究之后，米兰柯维奇(M．Milankovitsch，1930)从理论上计算了太阳辐射在地球大气上界(即不考虑大气影响)的分布，得出其随纬度、季节变化的基本规律。进入40年代后，前苏联地球物理观象总台(ГГo)对前苏联乃至全球地表辐射平衡进行了系统研究，提出辐射平衡各分量的气候计算方法。卡里金(Н．Н．Кaлитин，1945)和亨特(I．Hand，1953)分别绘制出前苏联欧洲部分和美国的总辐射年总量分布图。50年代以来由于国际地球物理年活动(1957～1959)的推动，全球日射站网的迅速发展和大量实测资料的积累，激发了辐射气候研究的发展，大量的研究报告、论文及专著、图集相继问世，其中著名的有布德柯(M．И．вyАьlкo)的《地表面热量平衡》(1956)、《热量平衡图集》(1955)、康特拉契夫(К．只．КoнАpaтьeв)的《太阳辐射能》(1954)、《日射学》(1965)等。霍顿(Houghton，1954)、伦敦(London，1957)、缪勒尔(F．Möller，1960)和维涅科夫(К．只．Вининкoв，1965)曾先后计算出大气辐射平衡和热量平衡各分量的全球分布。70年代实行的全球大气研究计划(GARP)，对全球大气和地气系统辐射研究、南极以及青藏高原地面辐射研究起到积极推动作用。1979年5～8月，为配合印度洋季风试验(MONEX)，中国组织了青藏高原气象科学实验。高原辐射观测揭示出许多新的事实，如曾多次测得地表总辐射超过太阳常数的现象；测得地球上迄今最大的地表有效辐射(1348．9W／m2)和地表净辐射(1113．7W／m2)。初步了解了高原地面对大气加热作用的特点。80年代我国作者首次绘制出全国坡面辐射平衡各分量分布图。卫星辐射探测进一步加深了人们对全球地气系统以及大气辐射分布的了解，使得对太阳常数的确定更加精确，纠正了对全球行星反射率的偏高估计。确定出全球年平均射出长波辐射为240±7W／m2，相当于行星黑体温度255±2K，比之以往的估计要暖和得多。辐射气候是现代气候学研究的热门课题之一，云－辐射及辐射参数化问题被认为是解决当前气候数值模拟的关键之一。卫星辐射资料的反演以及对海洋、高原、沙漠等地区辐射气候背景的进一步研究都将是未来的热门课题。另外，从太阳能资源开发、利用角度来看，进一步研究坡面以及起伏山区辐射场分布也将受到学术界的重视。为此目的，辐射气候计算方法也将继续得到发展和完善，其中尤其是对长波辐射的计算。【参考文献】：1 Kondratyev K Ya. Radiation in the Atmosphere. New York, Academic Press, 19692 Iqbal M. An Introduction to solar Radiation. Canada: Academic Press, 19835 左大康，等．地球表层辐射研究．北京：科学出版社，1991(南京气象学院翁笃鸣教授撰；缪启龙审) |
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