2.3 大气的增温和冷却

第三节 大气的增温和冷却

一、海陆的增温和冷却的差异

大气的热能主要来自地面，而地面情况有很大的差别。不同的地面情况对大气的增温和冷却有不同的影响。海洋和陆地、高山和深谷、高原和平原、林地和草地、湿区和干区等对大气的增温和冷却有不同的影响，其中海洋和陆地的差异最大。

首先，在同样的太阳辐射强度下，海洋所吸收的太阳能多于陆地所吸收的太阳能，这是因为陆面对太阳光的反射率大于水面。就平均状况而论，陆面和水面的反射率之差约为10％—20％。换句话说，同样条件下的水面吸收的太阳能比陆面吸收的太阳能多10％—20％。

其次，陆地所吸收的太阳能分布在很薄的地表面上，而海水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中。这是因为陆地表面的岩石和土壤对于各种波长的太阳辐射都是不透明的，而水除了对红色光和红外线不透明外，对于紫外线和波长较短的可见光是相当透明的。同时，陆地所获的太阳能主要依靠传导向地下传播，而水还有其它更有效的方式，如波浪、洋流和对流作用。这些作用使得水的热能发生垂直和水平的交换。因此，陆面所得太阳辐射集中于表面一薄层，以致地表急剧增温，这也就加强了陆面和大气之间的显热交换；反之，水面所得太阳辐射分布在较厚的一个层次，以致水温不易增高，也就相对地减弱了水面和大气之间的显热交换。据测陆面所得的太阳辐射传给大气的约占半数，而水体所得的太阳辐射传给空气的不过0.5％。

此外，海面有充分水源供应，以致蒸发量较大，失热较多，这也使得水温不容易升高。而且，空气因水分蒸发而有较多的水汽，以致空气本身有较大的吸收热量的能力，也就使得气温不易降低。陆地上的情况则正好相反。

最后，岩石和土壤的比热小于水的比热。一般常见的岩石比热大约是0.8374J/g·K，而水的比热是4.1868J/g·K。因此对等量热能的接受，如果使1g水的温度变化1℃，则使1g岩石的温度变化大约是5℃。常见岩石（例如花岗岩）的密度约2.5g/cm3。因此，如果等量热能使一定体积水的温度发生1℃的变化，那末该热能可使同体积岩石发生2℃的变化。

由于上述差异，海陆热力过程的特点是互不相同的。大陆受热快，冷却也快，温度升降变化大。而海洋上则温度变化缓慢。如大洋中，年最高及最低气温的出现要比大陆延迟一两个月。

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