其次章輻射第一節日地關系其次節輻射的基本學問第三節太陽輻射第四節地球輻射與輻射平衡第五節輻射與農業第一節日地關系1、地球的自轉和公轉自轉——地球圍圍著地軸不停的自西向東運動。地球自轉周期為24小時。公轉——地球在自轉的同時，還沿著一條橢圓形軌道自西向東繞太陽轉動。公轉周期為365天5時48分46秒近日點：地球距太陽最近的時候，1月3日遠日點：地球距太陽最近的時候，7月4日2、晝夜和季節的形成1）晝夜的形成——地球在自轉過程中，總有半個球面面對著太陽，有半個球面背著太陽，分別稱為晝半球、夜半球，分別對應著白天和黑夜。晝夜半球的分界線稱為晨昏線，晨昏線把各緯圈分為兩段弧，處于白天的叫晝弧，處于黑夜的叫夜弧。地球自西向東自轉，夜半球自西向東跨過晨昏線，變為白天，此時晨昏線又稱晨線；晝半球自西向東跨過晨昏線，變為黑夜，晨昏線又稱作昏線晨昏線地球如此循環往復的運動形成了晝夜交替現象2）晝夜長短的變更地球公轉的特點：A、地軸與公轉軌道平面之間保持66.5°的傾角。即赤道所在的平面與公轉軌道平面間的夾角是23.5°。B、地球在公轉時，地軸指向的方向始終不變。由于地球處于公轉軌道的位置不同，太陽直射在太陽表面的位置也不同，從而晝夜長短不同。太陽高度角（h）：太陽光線與地平面的夾角，范圍為[0,90]。正午太陽高度角一天內最大。任一地點任一時刻太陽高度角的計算公式如下：sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω

φ—緯度,δ—太陽赤緯,ω—時角正午為00,上午為負,下午為正,每小時為150赤緯（δ）：太陽直射點所在的地理緯度。太陽直射點在南北回來線之間移動，赤緯變更范圍為[-23.5°，23.5°]，赤緯在北半球為正，南半球為負。夏至（6月22日）直射北回來線，δ=23.5°；冬至（12月22日）直射南回來線，春、秋分太陽直射赤道，δ=-23.5°。晝夜長短變更特點：時間變更特征：對于同緯度地區來講，晝夜長短隨太陽直射點而變；正午太陽高度角越大，晝長越長，太陽直射時正午太陽高度角最大，為90°；夏半年晝長大于夜長，冬半年夜長大于晝長，春秋分晝夜平分。空間（緯度）變更特征：北半球夏半年，北半球越往高緯去，白晝時間越長，北極出地區出現極晝現象，而在南半球，越往高緯去，白晝時間越短，南極地區出現極夜現象，夏至，太陽直射北回來線時，極晝、極夜現象范圍最大，覆蓋北、南極圈；北半球冬半年，南北半球晝夜長短變更特點與夏半年完全相反；春、秋分，太陽直射赤道，全球晝夜等長。3、四季的形成

地球圍繞太陽公轉時地軸始終和公轉軌道（黃道）平面保持66.5°的傾角，所以地球始終斜著自轉,因而一年中太陽有時直射北半球有時直射南半球。夏至（6月22日），太陽直射點達到最北端——北回來線，是北半球一年中獲得太陽輻射最多的一天，北極圈以內有極晝現象，南半球反之。以后太陽直射點漸漸南移。秋分（9月23日），直射點到達赤道，全球晝夜等分，南北半球獲得的太陽輻射相等。太陽直射點接著南移。冬至（12月22日），直射點達到最南端——南回來線，是南半球一年中獲得太陽輻射最多的一天，南極圈以內有極晝現象，北半球反之。以后太陽直射點漸漸北移。春分（3月21日），直射點到達赤道，全球晝夜等分。對于我國各省而言：“長夏無冬，秋去春來”—福建、兩廣、臺灣四省

“四季皆夏”—海南省

“長冬無夏，春秋相連”—黑龍江省

四季交換明顯的是黃河、長江中下游地區4、二十四節氣古代人們把公轉軌道的一周等分為24等分，每一份為一個節氣，一個節氣15天；將每個節氣3等分，每一候為5天，共72候。春雨驚春清谷天，夏滿芒夏署相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。上半年逢六廿一，下半年逢八廿三。每月兩節日期定，最多相差一兩天。

用候均溫劃分四季。候均溫穩定通過10℃、22℃的時間劃分春夏秋冬四季。氣候帶劃分指標：最熱月氣溫10℃為溫帶和寒帶分界線，最冷月氣溫18℃為熱帶和溫帶分界線。

輻射是以電磁波的形式向外放散的。是以波動的形式傳播能量。一、輻射的基本概念自然界中的一切物體,只要溫度高于確定零度,都能時刻不停地以電磁波和粒子的形式向外傳送熱量,這種傳送能量的方式稱為輻射。物體通過輻射所放出的能量，稱為輻射能。其次節輻射的基本學問電磁波或光量子傳輸能量是通過在電磁場中的震蕩完成的因此輻射具有波粒二重性。1、輻射波動性：—c為電磁波速度，數值等于光速，3×108m/s——f為振蕩頻率，即每秒振動的次數，Hs或1/s波長用微米μm（10-6）和納米nm（10-9）電磁波譜：將各種不同輻射波的波長從小到大依次排列成一個譜。波長與頻率成反比，波長越短，震蕩頻率越大例：0.4μm是可見光中的藍紫光，它的每個光量子所含能量是多少？普朗克第確定律：

其中：h—普朗克常數,它等于6.63×10-34J.S，c—光速=3×108m/s，λ—波長(μm)。從公式看出：波長越短,e就越大，即：波長超短，每個光量子所帶的能量越多。e=hc/λ=6.63×10-34J.S×3.0×108m/s/0.4×106m=4.97×10-19J2、輻射的粒子性λe(J)

E值（kJ)E/J（1J能量含幾個愛因斯坦）0.44.97×10-19

299.23.34×10-6(個愛因斯坦光量子群)0.53.97………239.44.18…..0.63.31………199.55.01…..0.72.87………171.05.85…..0.82.49………149.96.67…..愛因斯坦和愛因斯坦值：接受愛因斯坦值“E”作為光量子所攜帶的能量，即1mol光量子，也叫1個愛因斯坦（6.02×1023個光量子）所攜帶的能量E=e×6.02×1023。1個愛因斯坦指的是6.02×1023個光量子數。二、輻射的基本定律1、物體對輻射吸取、反射和透射A、吸取率(absorptivity)：B、反射率(reflectivity)：C、透射率(transmissivity)：其中如物體不透亮則

下墊面

短波

長波短波吸收率αs

短波反射率γs

長波吸收率aL

長波反射率γL

土壤0.95~0.60.05~0.400.90~0.980.1~0.02作物植被0.75~0.850.15~0.250.90~0.990.1~0.01新雪0.050.950.990.01舊雪0.3~0.60.4~0.70.990.01金屬鋁箔0.050.950.100.90③關于黑體(α

=1)、灰體(α<1)、白體（γ=1）、透熱體（t=1）黑體對全部波長的入射輻射的全部吸取，即吸取率=1。現實中α=0.97~0.99可近似為黑體）；灰體對全部波長的入射輻射<1，且吸取率不隨波長而變更。白體對全部波長的入射輻射反射率為1.現實中白體是不存在，表面磨光的銅鏡γ=0.97，可視為白體）透熱體對入射輻射的透射率為1。固體和液體一般是不透熱的；多原子氣體（如CO2、H2O、SO2、NH2等）在特定波長有很強吸取率，不透熱；在一般溫度下的單原子和對稱雙原子氣體（如Ar、He、H2、O2等）可視為透熱體。2、基爾霍夫定律在確定溫度和相應的波長下，任一物體的放射率與吸取率的比值等于1。該定律表明：1、假如物體在溫度T時放射出波長為λ的輻射,那么在此溫度下,也吸取相同波長的輻射。2、放射實力較強的物體，吸取實力也較強。吸取黑體的吸取實力最強，其放射實力也最強，為1。輻射物體放射的全部波長的總能量ET與其表面確定溫度的4次方成正比。即3、斯蒂芬—波爾茲曼定律：δ是斯第芬—波爾茲曼常數5.67×10-8J/(m2.k4)。該定律表明：物體溫度越高，其放射實力越強。ET=δT4作業1：求太陽和地球放射的輻射通量密度(W/m2）？ET的單位為W/m2，是輻射通量密度單位。如物體是灰體，則公式前加ε得：ET=εδT4已知：太陽半徑＝6·96×105Km，T=6000K，ε＝1.0；地球平均半徑＝6.37×103Km，T=288K，ε＝0.95。太陽：

ET=εδT4=5.67×10-8×（6

×103）4

＝7.35×107（W/m2）地球：

ET=εδT4=0.95×5.67×10-8×2884

＝3.7×102（W/m2）作業2.求太陽和地球一天（24小時）放射的輻射能量（KJ）？太陽一天放射輻射能：E’=7.35×107×24×3600×4×3.14×（6.96×108）2＝3.86×1028（KJ）地球一天放射輻射能：E’=3.7×102×24×3600×4×3.14×（6.37×106）2＝1.63×1019（KJ）

4）維恩位移定律：輻射物體放射能量最大值對應的波長與其確定溫度成反比。式中C為常數，C=2897μm.K該定律表明：物體的溫度越高,它所輻射的具有最大能量的波長越短。λmax=C/T作業2：求人體放射輻射的波長峰值？T=273+32K

λmax=2897/T＝

9.48μm為遠紅外（長波）太陽放射輻射峰值：λmax=0.48μm

短波地球放射輻射峰值：λmax=10.06μm

長波作業1：分別求算太陽和地球放射輻射的波長峰值？第三節大氣上界的太陽輻射及光譜一、太陽輻射通量密度1、太陽輻射太陽時刻不停的向四周空間放射出巨大的能量，稱為太陽輻射能，簡稱太陽輻射。太陽輻射能是地球和大氣最主要的能量來源。一年中，整個地球從太陽獲得5.44×1024J熱量，其它能量來源與太陽輻射相比都是微乎其微的。2、太陽輻射通量密度和太陽常數(RSC)1）太陽輻射通量密度(radiation)在單位時間內投射到單位面積的太陽輻射能量，單位為w/m2。2）太陽常數(RSC)當地球位于日地平均距離時,在大氣上界垂直于太陽光線的平面上所獲得的太陽輻射通量密度，RSC=1367w/m2二、太陽高度角與水平面太陽輻射通量密度的關系 R′=Rsinh

任一地點任一時刻太陽高度角的計算公式：

sinh

=sinφsinδ+cosφcosδcosω

正午太陽高度角h正:正午ω=0Sinh正

=sinφsinδ+cosφcosδcos00

=sinφsinδ+cosφcosδ=cos(φ-δ)或cos(δ-φ)

=sin(900-φ+δ)或sin(900-δ+φ)由于00≤h≤900故h正=900-∣φ-δ∣三、太陽輻射光譜

太陽輻射能隨波長的分布曲線稱為太陽輻射光譜。紅外光譜區（λ＞0.76μm)能量占總能量的43﹪具有熱效應可見光譜區（0.4μm≤λ≤0.76μm)能量占總能量的50﹪具有光效應和熱效應紫外光譜區（λ＜0.4μm)能量占總能量的7﹪具有化學效應

例如：北京φ=40°N求：1）6月22日夏至中午12時h⊙及日長=？，2）12月22日冬至中午12時h⊙及日長=？，3）3月20日春分和9月23日秋分，中午12時h⊙及日長=？解：δ=23·4°，h⊙=73·7°，日長=14.85δ=-23·5°，h⊙=26·1°，日長=9.15δ=0·2°，h⊙=49·5°，日長=12ω為日出日落時的時角，逆時針為負，順時針為正。

太陽輻射通過大氣層后到達地球表面，由于大氣對太陽的減弱作用，使投射到大氣上界的太陽輻射不能完全到達地面。大氣對太陽輻射的減弱主要有吸取14%、散射、反射(散射+反射=43%)第四節大氣對太陽的減弱作用一、吸取作用大氣的某些成分具有選擇性吸取某些波長的太陽輻射的特性，其中最主要的有氧、臭氧、水汽、CO2和固體雜質等。氧:對波長小于0.2微米的紫外線吸取很強；臭氧：在大氣中含量很少，在紫外區和可見光區都有吸取帶，主要為0.2~0.3微米波段的吸取很強，這一波段太陽輻射不能到達地面；水汽：主要吸取的波段是位于紅外區的0.93~2.85微米，據估計，太陽輻射因水汽的吸取可減弱約4%~15%；CO2：吸取作用較弱，僅對紅外區2.7微米和4.3微米旁邊輻射吸取較強；固體雜質：含量越高，吸取作用越強，如火山噴發、工業區、森林火災。三、反射作用大氣對太陽輻射的反射，由兩部分構成：一是由于散射而返回宇宙空間的那一部分；二是大氣云層及顆粒物對太陽輻射的反射，其中云的反射實力最強。二、散射作用概念：當太陽輻射通過大氣時，大氣中的各種質點將太陽輻射能的一部分以相同波長射向四面八方，這種現象稱為散射。散射不像吸取那樣把輻射轉變為熱能，而只是變更輻射方向，使原來輻射方向上的太陽輻射減弱。分子散射（有選擇性）：又稱雷利散射。當質點的直徑比入射輻射波長短，則被散射的強度與波長的4次方成反比。例如：天空晴好，大氣中水汽、固體雜質較少，主要是空氣分子散射，太陽輻射中波長較短的藍紫光被散射的多，所以晴朗的天空呈蔚藍色。粗粒散射（無選擇性）：當質點的直徑比入射的波長大時，各種波長都能同等程度被散射。例如：空氣存在較多霧粒或塵埃雜質時，確定范圍內的長短波均被散射，天空呈灰白色。綜觀太陽輻射經過地球大氣到達地面的過程，當太陽輻射進入大氣后，一部分輻射被吸取、散射或反射，以至于投過大氣后的輻射減弱。可見，輻射穿過的大氣層越厚或存在能引起吸取、散射、反射的質點越多，則輻射減弱越嚴峻。穿過大氣層厚度狀況用大氣質量描述，而引起輻射減弱的空氣質點狀況用大氣透亮度說明。四、減弱的規律：大氣質量m(air-mass)

太陽光通過大氣路徑的長度與大氣垂直厚度的比值稱為大氣質量。當太陽高度角的范圍為30°~90°時，大氣質量可近似表示為：

h為太陽高度角當太陽高度角為90°即太陽垂直投射到地面時的大氣質量為1，稱為一個大氣質量

(2)a大氣透亮系數(atmospherictransmissioncoefficient)太陽輻射透過一個大氣質量后的輻射通量密度Rsm與透過前的輻射通量密度Rsm-1之比稱為大氣透亮系數。am=Rsm/Rsm-1am為第m個大氣質量的透亮系數當m=1時a1-Rs1/Rs0Rs1=a1Rs0當m=2時a2-Rs2/Rs1Rs2=a2Rs1=a1a2Rs0當m=m時am-Rsm/Rsm-1Rsm==a1a2…amRs0為簡便起見取a1=a2=…=am=a則Rsm=amRs0

以平行光形式投射到地面上的太陽輻射。是地球表面獲得太陽輻射最主要來源(b-beam)。1）太陽干脆輻射RSb：第五節、到達下墊面的太陽輻射太陽干脆輻射強度是單位時間內，以平行光的形式投射到單位面積地表水平面的太陽輻射。影響因素a,m,h,此外緯度、海拔。云量、坡度也有間接影響。請問：m與RSb是正比還是反比關系？（m越大，空氣質量數越大，被空氣質點吸取、反射、散射的太陽輻射量就越多，太陽輻射被削減得越多。）太陽輻射被大氣散射后，單位時間內以散射光的形式到達單位面積地表水平面上的太陽輻射能。假設散射輻射的一半回到宇宙空間，另一半在忽視大氣吸取的狀況下，各個方向均到達地面。2）天空散射輻射RSd：例：求廣州（φ=23.5°N）夏至日正午a=0.9時的干脆輻射和散射輻射。解：已知φ=23.5°，δ=23.5°，正午太陽高度h=90°-φ+δ=90°，m=1/sinh=1，a=0.9，Rsc=1367w/m2則：Rsb=Rscamsinh=1230.3w/m2

Rsd=0.5Rsc(1-am)sinh=68.35w/m23）太陽總輻射：RS=RSb+RSd=0.5RSc(1+am)sinhθ4）下墊面對太陽輻射選擇性吸取、反射、透射下墊面對太陽輻射具有選擇性吸取、反射、透射的特性①作物群體對太陽輻射的吸取、反射和透射太陽輻射到達作物葉片后，一部分被反射，一部分被透射，剩下部分被吸取。一般葉片對太陽輻射的吸取率在80%~90%左右，其余被葉片反射和透射了，但數值隨太陽輻射入射角而變更，隨入射角增加，反射率增而透射率降，垂直照射時，反射率最小而透射率最大。其總的結果是吸取率在確定的入射角范圍內保持穩定數值。植被對不同波長的吸取、反射和透射是不同的。綠葉對綠光部分（0.51μm~0.61μm）吸取較小，而對藍光及紅光吸取較高。植被對紅外輻射幾乎不吸取。②下墊面對太陽輻射的反射到達地面的太陽輻射，大部分被地面吸取、小部分被地面反射。地面反射率是地面反射的太陽輻射與投射到地面的太陽總輻射的百分比。下墊面對太陽輻射的反射實力的大小與下墊面對短波輻射的反射率有關。主要與下墊面的顏色、濕度、粗糙度、植被種類、土壤性質及太陽高度角等因素有關。1）顏色對反射率的影響顏色不同的各種下墊面，對太陽輻射可見光部分具有選擇性反射作用。各種顏色表面的最強反射光譜是其自身的顏色。例如：白色表面具有最強的反射實力，黑色表面反射實力較小，綠色植物對黃綠光的反射率最大。2）土壤濕度對反射率的影響反射率隨土壤濕度的增大而減小。干燥白沙土反射率為40%，而潮濕時反射率削減了22%。因為水的反射率比路面小。試驗指出：地面反射率與土壤濕度呈負指數關系。3）粗糙度對反射率的影響粗糙度與反射率反相關。由于太陽輻射在起伏不平的粗糙地表面上有多次反射，另外太陽輻射向上反射的面積相對要小，導致反射率減小。4）太陽高度角對反射率的影響太陽高度角比較低時，無論何種表面，反射率都較大。隨著太陽高度角的增大，反射率減小。一日中太陽高度角有規律的日變更，使地面反射率也有明顯的日變更，中午前后較小，早晚較大。一、地球輻射

又稱地球長波輻射（Length），它包括地面長波輻射和大氣長波輻射，記作RLu和Rld。第六節地球輻射與輻射平衡1、

RLu—地面輻射：地面晝夜不停的向外放射能量。輻射波長范圍為3~80μm放射輻射量:RLu=εσT4（ε為放射率，與物體本身性質有關，可由試驗測定）假設地面溫度為20℃，ε=0.91，則可算得RLu=0.91×5.67×10-8×(273+20)4=380(w/m2)依據維恩定律可算得：λmax=2897/293=9.89μm，約為10μm。2、RLd－大氣輻射：大氣晝夜不停向外放射輻射，波長范圍為7~120μm，最大輻射波長為15μm。大氣輻射有一部分向上進入宇宙空間，有一部分向下到達地面，這一部分輻射因與地面輻射的方向相反，稱為大氣逆輻射。地面對大氣逆輻射也能反射，因此地面只能吸取大氣逆輻射的一部分能量。大氣輻射光譜：依據基爾霍夫定律，物體的吸取光譜和放射光譜極為相像。即物體能吸取什么樣的光，也能放射同樣的光。大氣對長波輻射的吸取特別猛烈：大氣中水汽、液態水、二氧化碳和臭氧是長波輻射的主要吸取者，吸取均具有選擇性。CO2：13.5~16.5μm有很強的吸取率（紅外測CO2儀），8~12μm幾乎不吸取，全部透過，這一波段稱為“大氣天窗”，而這一波段是地面輻射最強的波段，因此地面輻射的20%透過大氣進入宇宙。（紅外測溫儀）H2O：4~8μm及19μm以上猛烈吸取3、地面有效輻射地面放射的輻射（RLU）與地面吸取的大氣逆輻射（RLd）之差：地面有效輻射表明地面能量在長波輻射交換過程中的得失。當RLu>RLd時，有效輻射為正值，表明地面吸取的大氣逆輻射不能補償地面輻射損失的能量，換句話說為通過長波輻射的放射和吸取，地面失去熱量。通常，地面溫度高于大氣溫度，因此地面有效輻射為正值。只有當近地面層出現很強的逆溫層或空氣濕度很大的狀況下，近地面層大氣溫度才會高于地面溫度，地面有效輻射為負。地面有效輻射受地面溫度、大氣溫度、空氣濕度、云、土壤性質等因素影響。夜間地面有效輻射的大小，可確定地溫的凹凸和地溫降低的快慢。有效輻射強，地面溫度降低得猛烈，簡潔出現露、霜或霧，在早春或晚秋能導致霜凍危害作物。二、地面輻射差額（地面輻射平衡）Rn地面由于吸取太陽輻射和大氣輻射而獲得熱量，同時又不斷向外發出輻射而失去熱量。單位時間、單位面積地面吸取的輻射能量和放射的輻射能量的差叫地面輻射差額也稱地面凈輻射（net）。吸取項有：太陽干脆輻射RSb、天空散射輻射RSdRSd、大氣逆輻射（RLd）放射項有：地面反射輻射（RSb+RSd）α和地面輻射RLuRn=RS(1-α)+RLd

－RLu=RS(1-α)－RLn

第七節輻射與農業一、到達地面的太陽輻射光譜及其農業意義1、光譜各成分對植物的作用不同波段的輻射對植物生命活動起著不同的作用，它們在為植物供應熱量、參與光化學反應及光形態的發生等方面起著重要的作用。1）波長大于1μm的輻射：被植物吸取轉化為熱量，影響植物體溫順蒸騰作用，可促進干物質的積累，但不參與光合作用；2）波長為1～0.72μm的輻射：只對植物細胞伸長起作用，其中0.78～0.8μm的遠紅外光對光周期及種子形成有重要作用，并限制開花與果實的顏色；3）波長在0.72～０.61μm的紅光和橙光：可被植物體內的葉綠素猛烈吸取，光合作用最強，并表現為強光周期作用：4）波長為0.61～0.51μm的綠光，表現為低光合作用和弱成形作用；5）波長為0.51～0.4μm的藍紫光：可被葉綠素和黃色素較猛烈的吸取，表現為次強光合作用和成形作用；6）波長為0.4～0.32μm的紫外光：主要起成形和著色作用，使植物變矮、顏色變深、葉片變厚等；7）波長為0.32～0.28μm的紫外線對大多數植物有害；8）波長小于0.28μm的遠紫外線可馬上殺死植物。2、紫外線紫外線對植物的形態、顏色與品質的優劣起著重要作用。高原紫外線含量較多，使植物短小、色澤較深。紫外線照射對果實成熟起良好作用，并能增加果實的含糖量，但茶及某些纖維作物與此相反，在抑制紫外線栽培的條件下，能獲得品質優劣的產品3、光合有效輻射（PAR）

太陽輻射中對植物光合作用有效的光譜成分稱為光合有效輻射。PAR是PhotosyntheticallyActiveRadiation的英文縮寫。PAR的波長范圍在0.4～0.7μm,與可見光基本重合。PAR占太陽干脆輻射的比例隨太陽高度角的增加而增加，最高可達45%。而在散射輻射中，光合有效輻射的比例可達60%～70%之多，所以多云天反而提高了PAR的比例。平均起來，光合有效輻射占太陽總輻射的50%比較合理。通常:PAR=0.43RSb+0.57RSb≈0.5(RSb+RSb)在光合有效輻射波長范圍內，確定植物光化學反應的不是葉片吸取了多少輻射能量，而是吸取了多少輻射光量子個數μEi或Ei。按光化學原理，一個分子吸取一個光量子，可以引起一個分子的化學反應。即要使1mol的化合物起反應，則須要吸取1Ei（愛因斯坦）的光量子。因此，在探討輻射與植物光合作用的關系時，試驗所用觀測儀器宜接受光量子輻射儀，其單位宜接受光量子通量密度較合理。近年來一些學者作了大量的有關“不同波長光量子光合產量測定”的科學試驗，并從量子理論的角度加以證明后，建議接受光合光量子通量密度（Ei/(m2·s)或μEi/(m2·s））表示被植物光合作用利用的輻射光量子數。光量子葉綠體光合產量的多少與作物所吸取的輻射能的多少無關,而與作物所吸取的光量子個數有關。為了解植物光合作用的強弱進行的輻射強度的測量儀器要測的是在光合有效輻射即（0.4～0.7μm波段）的光量子數，個數越多，說明光合作用越強。測PAR要用光量子儀測出光量子個數，測光照強度要用照度儀測出輻射能強弱。CO2＋H2O

(CH2O)n＋O2↑二、光照時間與植物生長發育1、光照時間1）可照時數：某地不受任何遮擋時，每天從日出到日落太陽可能照射的時間長度。證明:春分、秋分，全球各地晝夜平分。2）實照時數:太陽直射光實際照射的時間。3）日照百分率：實照時數與可照時數的百分比，百分比越大，說明晴天越多。4）曙暮光：日出前或日落后一段時間，雖然太陽直射光不能干脆投射到地面上，但地面仍能得到高空大氣的散射輻射，使晝夜的更替不是突然，分別稱為曙光和暮光，合稱為曙暮光。民用曙暮光是指太陽在地平線以下0°～6°的一段時間。5）光照時間是可照時數和曙暮光的總和。2、植物的光周期現象晝夜交替及其持續時間的長短不僅影響作物開花、也影響落葉、休眠和地下塊莖等養分貯藏器官的形成。植物對晝夜長短的反應稱為光周期現象。依據植物對光周期的反應分為三類：短日照植物、長日照植物和中性植物。1）長日照植物：在植物發育前期，要在較長的白晝條件下才能進入開花牢固的植物。即光照時間大于某一時數。假如縮短光照時數就不開花牢固，如小麥、大麥、燕麥、土豆、甜菜、亞麻、豌豆、油菜、落葉松等。一般發源于高緯度地區。2）短日照植物：在植物發育前期，要在較短的白晝條件下，才能進入開花牢固的植物。即光照時間小于某一時數才能開花。如水稻、玉米、大豆、棉花等。這類植物要求日照愈短發育越快，源于低緯度地區。3)中性植物：對日照時間長短不敏感，在長短不同的日照條件下都能正常開花牢固，如番茄、黃瓜、茄子等。植物的感光性有強弱之分。感光性強弱有兩個標準：首先表現在“臨界光照長度”——可以使植物通過光照階段而開花牢固的光照時間的臨界值。對短日照植物來講是其上限值，長日照植物是下限值。所以對短日照植物來說，感光性強則指臨界光照程度短，然長日照植物反之；其次個標準是發育速度隨光照時數的大小而變更。感光性強，則光照時數稍有變更就對發育速度有較大的影響。3、光照時間與作物引種由于不同緯度與季節的光照時間不同，因此，原產于不同緯度地區的作物與品種具有不同的光周期反應和感光性，所以在不同地區之間的引種工作中，應留意作物與地區之間光照時間的供求對應關系。一般引種工作，從光照時間考慮，應留意以下幾點：1）緯度相近地區之間，因光照時間相近，引種成功的可能性較大。但應留意，同一緯度，同一日期，光照時間相同，但由于東西兩地溫度并不相同，必定使兩地作物后來各發育期受到不同的光照時數的影響而出現不同反應。2）對短日照植物來講：南種北引，由于北方生長季日照時間長，將使作物生育期延長，甚至不能開花牢固，因此為了使其剛好成熟，宜引用早熟品種或感光性較弱品種；北種南引，由于南方春夏生長季內光照時間短，將縮短生長期，嚴峻會影響養分體生長，降低作物產量，因此宜引用晚熟或感光性弱的品種。3）對長日照植物來講：北種南引，由于光照時間縮短，將延遲發育和成熟，南種北引則相反。就實際狀況看：長日照作物引種比短日照作物遇到的困難小。三、光照強度與植物生長發育1、光照強度（陽光在物體表面的照度）照度是光源照射到物體單位面積上的光通量。單位是勒克斯（lx）。1lx是以1國際燭光的點源為中心，以一米為半徑的球面上所得的照度。國際標準照明協會（CIE）早期規定，以特定的鯨魚油蠟燭的單位發光強度為單位，稱燭光。2、光飽和點和光補償點光飽和點：在確定的光強范圍內，光合作用隨光照強度的增加而增加，但超過確定的光照強度以后，光合作用便保持確定的水平而不再增加，稱為光飽和現象，這個光照強度臨界點稱為光飽和點。在光飽和點以上的光照強度對光合作用不再起作用，甚至過強的光照下，使光合作用強度降低。光補償點：在光飽和點以下，當光照強度降低時，光合作用也隨之降低。當直筒通過光合作用制造的有機物質與呼吸作用消耗的物質相平衡時的光照強度稱為光補償點。低于光補償點是，植物的消耗將大于積累。作物群體光飽和點和光補償點都比單葉指標高。因為：當光照強時，在作物群體上層的葉片（單葉）已經達到飽和，但下層葉片的光合作用仍隨光強的增加而增加，另外在同一自然光照下，上層葉片中不同葉片因方位與角度不同，并非一律達到了光飽和點；對于群體光補償點來說，它應當是上層光合作用的產物與下層葉片的呼吸消耗相抵消的時的光照強度，其數值比單葉高。在衡量光照強度對作物整體的影響時宜接受群體指標。作物群體的光飽和點與補償點并不是一個常數，它隨葉面積指數、CO2含量、溫度、土壤有效水分等因子有關。依據植物對光照強度的反應，可分為喜陽植物和耐陰植物。多數植物的光補償點在500~1000μmol/(m2·s)，但不同植物的光飽和點有很大差異。喜陽植物高于耐陰植物，C4植物高于C3植物。一般陽光下，C4植物沒有明顯的光飽和點，而C3植物緊為全光照的1/4～1/2。在光強超過光飽和點的晴天中午，C3植物成光抑制，出現“光合午休”現象。這種午休現象可使光合生產損失30%。提高產量需從光量方面考慮如何降低光補償點，提高飽和點，最大限度利用光能。3、光能利用率：單位面積上，農作物通過光合作用所產生的有機物中所含的能量與這塊土地所接收到的太陽能的百分比。即：式中P表示光能利用率；M表示單位面積上農作物產量干重，假如是作物根莖葉果實全部干重，則稱為生物學重量，假如僅表示具有經濟價值的收獲物如籽粒的干重則為經濟產量；h為每克干物質燃燒產生的熱量；(S+D)到達水平面上的總輻射日總量，∑(S+D)為全生育期太陽總輻射日總量總和。光能利用率理論計算值可達6~8%，而實際生產中僅為0.5~1%，最大可達2%。一般農田光能利用率只有0.4%。北京郊區畝產1000kg的地塊，光能利用率可到4%，長江流域畝產1500kg的試驗田，光能利用率只有5%。4、提高作物光能利用率1）限制光能利用率的自然因素主要有：A、作物生長初期覆蓋率小；B、作物群體內光分布不合理；C、光能轉化率低；D、中、高緯度地區農業受冬季低溫的限制；E、不良的水分供應與大氣條件使氣孔關閉，影響CO2的有效性和植物其它功能；F、光合作用效率受到不良因素影響；G、作物養分物質的缺乏；H、自然災難的影響。假如能設法解決以上沖突，就可以大大提高光能利用率，從而提高作物產量。綠色植物通過光合作物所制造的有機物中所含能量與光合作用吸取的光能的百分比2、提高光能利用率的途徑1）改革種植制度：因地制宜的間復套種和合理的行向行距——有利于提高作用覆蓋率，改善作物群體內的光分布；2）改進栽培管理措施：適宜的水肥條件、合理施用化肥農藥等、加強機械化以縮短農耗時間等；3）選育優良品種：選育合理株型、葉型、較合適高度密度種植而不倒伏的品種；4）改造自然與充分利用地區的光能資源1、普蘭克第確定律

2、普蘭克其次定律、斯蒂芬—波爾茲曼定律和維恩位移定律

3、輻射的基本特性、基爾霍夫定律

4、太陽的干脆輻射和散射輻射

5、大氣天窗、大氣對太陽輻射的散射

6、地球表面（下墊面）對太陽輻射的吸取、反射和透射特性學習重點太陽常數：

太陽高度角：赤緯：大氣質量數：人體輻射屬