[科普中国]-太阳气候

简介

由太阳辐射所决定的气候，也就是太阳气候。因它没有考虑大气层的作用和海陆分布、地形起伏的影响，故与地面气候有很大差异。但是天文辐射的空间分布和时间变化，是地面气候区域分异和时间变化的主要原因，故太阳气候不仅具有因纬度而异的地带性分布，能反映世界气候分布的基本轮廓，而且还有以一年为周期的季节变化和以因季节而异的日变化。 3

形成原因假定太阳辐射经过大气时不被削弱，地球表面又是完全均匀的，那么，在一年之内到达地球表面上各地的太阳辐射总量，就主要由该地的太阳高度、日地距离、日照时间所决定。1

特点和分布图1就是根据该地的太阳高度、日地距离、日照时间从理论上所计算出来的全年和冬、夏半年太阳辐射总量在各纬度的分布曲线。从图上可以看到有如下的几个基本特点：

1．全年获得太阳辐射最多的是赤道，随着纬度的增高，辐射量便渐次减少，极小值出现在极点，仅及赤道的40%。

2．夏半年获得太阳辐射最多的是在20°一25°的纬带上，由此向极点和赤道逐渐地减少，最小值在极点。因纬度愈高，太阳高度角虽趋于减小，但一天之中的日照时间却愈增长，所以辐射量随纬度的增高而递减的程度也愈来愈趋于和缓。

3．冬半年获得太阳辐射最多的是赤道。随着纬度的增高，太阳高度和每天的日照时间都迅速地递减，故辐射量也迅速递减下去，到极点为零。

4．夏半年与冬半年的辐射量的差值，是随着纬度的增高而增大的。

另外，从图2上可以看出：赤道在大气上界太阳日辐射总量全年有两个最高点(在春分和秋分)。自赤道向两极的辐射日总量由一年两个最高点逐渐合为一个。辐射年变化的振幅是随着维度的增高而变大。从季节上来讲南北半球则完全相反。1

太阳气候带历史由来公元前4世纪，希腊学者亚里斯多德以回归线和极圈把世界气候分为五带：热带，南、北温带、南、北寒带。根据纬度即根据太阳光线的斜射程度来进行气候分类，没有考虑影响气候的其他因素，划分的气候带平行纬圈环绕全球呈东西向带状分布，与实际气候带的情况不同，故称为数理气候带，或称为天文气候带和太阳气候带。4

具体划分1.赤道带

在南北纬10°之间，占地球总面积17.36%。在此带内全年正午太阳高度角皆甚大，一年中有两次受到太阳直射，在一年内昼夜长短几乎均等。因此全年受到太阳辐射最强，年变化极小，日变化大。

2.热带

在纬度10°—25°，在南北半球各占地球总面积的12.45%，夏半年受热最多，大部分地区一年中正午有两次连续受到太阳直射机会(回归线以外地带除外)，天文辐射日变化大，年变化仍较小(比赤道带稍大)。

3.副热带

位于纬度25°—35°间，在南北半球各占地球面积的7.55%，是热带与温带间的过渡地带。这里水平面上已无受太阳直射机会，但夏半年受到太阳天文辐射量仅次于热带，而大于赤道带，冬半年则较少。天文辐射的季节变化比赤道带和热带显著。

4.温带

位于纬度35°—55°间，在南北半球各占地球面积的12.28%，全年天文辐射的季节变化最显著，有四季分明的特点。

5.副寒带

位于纬度55°—60°间，在南北半球各占地球面积2.34%，是温带与寒带的过渡地带，此带昼夜长短差别大，但无极昼、极夜现象。

6.寒带

位于纬度60°—75°间，在南北半球各占地球面积的5.00%，此带一年中昼夜长短差别更大，在极圈以内有极昼、极夜现象。全年天文辐射总量显著减少。

7.极地

位于纬度75°—90°之间，在南北半球各占地球面积1.70‰。此带昼夜长短差别最大，在极点半年为昼，半年为夜。即使在昼半年正午太阳高度角亦甚小，是天文辐射最小、年变化最大的地区。1

评价上述由天文辐射所决定的气候称为天文气候，它虽反映了世界气候分布的基本轮廓，但实际上，地面温度或气温的分布情况并不如此简单。这是因为地面温度在极大程度上是由其辐射收支的差额值所决定的，而地面的辐射收支差额值除随纬度有差别外，还与海陆分布、地形起伏、地表干湿、大气透明度，以及云量多少等因素有关。所以，在太阳辐射影响下，地面温度不仅有随纬度的差异，即使在同一纬度，也不可能是均匀一致的。地面温度既然如此，气温的分布情况也相类似，这是因为近地面气温和地面温度有密切联系，它是随地温的’变化而相应地变化着的。1

各地气温的差异，必然会影响气压、风以及其他气候要素的分布，因而产生各地气候上的差别。所以说，不同地区气候的差异及季节变化，归根结底是太阳辐射作用的结果，太阳辐射在气候形成中起着主导的作用。1