知识点一：气候形成的辐射因子太阳辐射是气候系统的能源，又是大气中一切物理过程和物理现象形成的基本动力，所以它是气候形成的基本因素，不同地区的气候差异及各地气候季节交替主要是由于太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化的结果。第一节 太阳辐射与天文气候到达地球大气上界的太阳辐射能随时间和空间的分布，是太阳与地球间的天文位置决定的。这种不考虑大气和下垫面影响的太阳辐射称为天文辐射。由天文辐射所决定的气候，称为天文气候。天文气候反映了地球气候分布的基本轮廓。除太阳本身的变化外，天文辐射能量主要决定于日地距离、太阳高度和白昼长度。某纬度在某日的天文辐射日总量可由（2-16）式求得：式中， I0为太阳常数，T 为一日长度，b 为日地距离， ω0为太阳的时角， Φ 为地理纬度， δ 为一日内太阳赤纬。根据（2-6）式，表 2-7 可知天文辐射量的时空分布的基本特点。这些特点决定了地球上天文气候随纬度而异的地带性分布和随时间的季节交替的基本规律：（一）太阳辐射的分布因纬度而异。全年总辐射随纬度增高而逐渐减少。最大值 321 千卡/厘米2出现在赤道，极小值 133 千卡/厘米2出现在极地。这种分布造成年平均气温纬度增高而递减，也是形成纬度气候带的基本原因。（二）夏半年，太阳辐射总量最大值出现在北纬 20～30°。由此向极地和赤道递减，但由于夏半年纬度愈高，白昼时间愈长，所以高低纬度之间的辐射量的差值较小。致使夏季高低纬度之间气温和气压的水平梯度较小。表 2-6 水平面上天文辐射日总量（卡/厘米2日）日期 90°N 70 50 30 0 30 50 70 90°S3 月 21 日0 316 593 799 923 799 593 316 06 月 22 日1110104310201005814 450 170 0 09 月 23 日0 312 586 586 912 789 586 312 012 月 22 日0 0 180 480 869 1073 1089 11141185表 2-7 半球水平面上天文辐射的分布（千卡／厘米2）纬度0 10 20 30 40 50 60 70 80 90下半年160.5170174.5175170 161 14 9 138.5134.5133冬半年160.5147129 10884 59 33.5 13.5 3 0全年321 317303.5283254220182.5152 137.5133（三）冬半年，太阳辐射总量最大值在赤道（北半球），并随纬度增高而迅速减小，到极地总辐射为零。这是因为北半球在冬半年，太阳高度和白昼时间都随纬度增高而减小。所以，冬半年高低纬度之间，辐射量的差值较夏季大，高低纬度之间气温和气压的水平梯度亦大。（四）同一纬度，夏半年和冬半年的太阳辐射总量的差值，随纬度的增高而增大。因而造成气温年较差随纬度增高而增大。冬夏太阳辐射的差异，还决定气候的季节交替。低纬度，因冬夏太阳辐射量差异小，气候的季节变化不明显。中纬度，因太阳辐射的季节差异大，气候的季节交替十分明显。一年之中，寒来暑往，四季分明。 根据天文辐射随纬度的分布，可将全球划分为下述几个气候带：赤道带：在南北纬 l0°之间，占地球总面积 17.36%。在此带内，全年正午太阳高度皆甚大，一年中有两次太阳直射，在一年内昼夜长短几乎相等。因此，全年获得的太阳辐射量最多，年变化小，日变化大，气温年较差小，日较差大。热带：在纬度 10°～25°。在南北半球各占地球总面积 12.45%，夏半年获得的太阳辐射量最多，大部分地区一年中正午有连续两次太阳直射的机会。太阳辐射年变化仍较小，日变化大。副热带：位于纬度 25°～35°间，在南北半球各占地球总面积 7. 55%，是热带与温带之间的过渡地带。温带：位于纬度 35°～55°间，在南北半球各占地球总面积 12.28%。一年中，太阳辐射的季节变化显著，气候的季节变化明显，四季分明，气温年较差大。副寒带：位于纬度 55°～60°间，在南北半球各占地球总面积的 2.34％，是温带和寒带间的过渡地带。寒带：位于纬度 60°～75°间，在南北半球各占地球总面积的 5.00%，一年之中，昼夜长短相差悬殊。在极圈以内有极昼、极夜现象。极地：纬度 75°～90°。在南北半球各占地球总面积 1.70%。一年中，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，正午太阳高度也甚小，因此，不仅全年太阳辐射量小，而且太阳辐射的日变化最小，年变化最大。