壟作

[拼音]:taiyang fushe

[英文]:solar radiation

太陽以電磁波或粒子形式向空氣放射的能量,用瓦/米2(國際單位)或爾格/(釐米2·秒)表示。在地球大氣上界,按日地平均距離,與太陽光線垂直的平面上所接受到的輻射通量密度,稱太陽常數,經1981年世界氣象組織氣象儀器和觀測委員會測定為1367± 7瓦/米2。這個數值直接關係到地球上太陽輻射的收入。由於大氣反射、漫射、吸收等作用,到達地面的太陽輻射量大為減弱。全球平均每年可從太陽獲得的熱量約為 5.4×1024焦。太陽輻射的測定,常用日射表、天空輻射表、分波段日射計、淨輻射表和日照計等儀器進行。

投射方式

太陽輻射,按其到達和投射到地面的方式可分多種。來自太陽圓面的立體角內投向與該立體角軸線相垂直的面上的太陽輻射,稱太陽直接輻射。水平地面在2π立體內所受到的除太陽直接輻射外,還有天空向下的散射輻射,稱太陽漫射輻射,它來自天空各部分,在光譜組成上含可見光較多,適於農作物利用。水平地面上接受的太陽直接輻射與漫射輻射的總和,稱太陽總輻射。由地面反射的和地面至測點間空氣向上散射的太陽輻射之和,稱太陽反射輻射。在輻射交換過程中地面吸收與射出輻射的差額,稱輻射平衡,又稱淨輻射或輻射差額(見農田輻射平衡)。

變化規律

一個地區太陽輻射的年、月變化,主要隨緯度、海拔高度、太陽高度角以及天氣、氣候條件而異。一般為晴天的早晚輻射通量密度低,中午達最高值;一年中夏季高、冬季低;緯度越低,海拔越高,大氣透明度越大,輻射通量密度越大。(見彩圖)

輻射與農業

農業生產的實質,是利用綠色植物的光合作用把太陽輻射能轉變為化學潛能的過程。太陽輻射的時空變化規律,對農業的地理分佈、耕作栽培制度、農產品的產量和品質都有很大影響。太陽輻射對植物的作用可概括為光效應和熱效應。

光效應

包括太陽光譜成分、太陽輻射通量密度和光照長度3個方面。

光譜成分(光質)即太陽輻射能按波長的分佈,也稱太陽輻射光譜。在全部太陽輻射能中,波長在150~4000奈米之間的能量佔99%以上,故太陽輻射能又稱短波輻射。由於高層大氣中臭氧對紫外線部分的強烈吸收,到達地面的只是 300奈米以上的輻射。380~750奈米光譜區為可見光。植物葉片對太陽輻射光譜具有選擇吸收的特點。對綠色植物進行光合作用有效的光譜為400~700奈米部分,稱為光合有效輻射。植物吸收最多的為相當於400~480奈米和620~680奈米處的藍紫光和紅橙光,約佔這兩部分光譜80~90%的能量,吸收最少的為500~580奈米處的暗綠光,約佔該部分光譜60~75%的能量。

輻射通量密度指單位時間內投射到單位面積上的太陽輻射能,對植物有機物質的積累過程有重要意義。主要作用有:

(1)植物的光合作用強度隨輻射通量密度而變化。當輻射通量密度長期低於光補償點時,植物處於光飢餓狀態,會導致枯萎死亡。輻射通量密度越過光補償點,植物開始光合積累。在一定範圍內,光合強度隨輻射通量密度的增加而增大;但當輻射通量密度達到光飽和點以上時,光合強度不再增加。

(2)太陽輻射的強弱還可直接影響植物的品質。如甜菜的含糖量和水果著色程度都隨輻射通量密度的增加而提高。

(3)各種植物對輻射通量密度的要求和適應情況不同,如水稻、小麥和棉花等喜光;人蔘、茶樹、咖啡等喜蔭,某些豆科植物耐蔭,因而輻射通量密度的地理分佈是影響作物分佈的重要因素。此外,輻射過強,伴以較大的氣溫日較差,也是引起果樹和林木日灼和乾裂的重要原因。

光照長度即白晝和曙暮光的總長度。自然條件下,光照和黑暗的交替及其相對的長度影響植物開花期出現的早晚和持續時間的長短,即光周期現象。植物發育速度對光照長度反應的特性稱為植物的感光性。根據對光周期的反應,植物主要可分長日照植物、短日照植物和中間性植物。日照時數不同於光照長度,它分為可照時數和實照時數。可照時數即日長,指日出到日沒的小時數,隨緯度和季節而變化。實照時數即實際日照小時數,它的長短,取決於天氣、氣候條件。實照時數與可照時數之比稱為日照百分率。

熱效應

在太陽輻射總能量中,紅外輻射部分約佔半數以上,這部分太陽輻射的主要功能在於對植物和環境增溫,間接影響光合作用;還可促進蒸騰,進而起到調節植物體溫和影響植物體物質輸送的作用(見溫度)。此外,太陽輻射的熱效應還廣泛地在農業生產中加以利用,有關的設施有溫室、塑料棚、陽畦、地膜覆蓋等(見保護地小氣候)。

參考文章

太陽輻射SolarRadiation地球科學太陽輻射單位Langley地球科學太陽輻射對人體健美有何影響?美容/塑身