地球能量大气收支(Earth’s energy atmospheric budget)是IB地理的重要核心题目。该收支解释了太阳辐射(solar insolation)如何进入地球,何影响天气状况 而因为地面辐射/长波辐射大部分能量发射回给大气。稳定的能量收(能量的输入和输出处于平衡状态) 支维持了我们的气候,因此这种能量平衡,对于解释天气变化、气候变化以及地球-大气系统中的能量流动非常重要。
能量大气收支的解释
大气能量收支指的是太阳能作为输入被吸收、反射(albedo),以及地球以长波辐射(longwave radiation)形式向大气释放能量的过程。
如果太阳辐射输入过多,地球就会变暖;反之,若能量流失过多,地球则会逐渐降温。
很多学生一听“长波辐射(longwave)”和“短波辐射(shortwave)”就感到困惑。实际上,记忆法很简单:短波辐射来自太阳(都以“S”开头),而长波辐射则是地球反射回大气的,像是“走得远的波长”。
影响地球能量收支的关键因素
以下是影响能量平衡的主要因素,考试中需重点掌握:
- 太阳辐射(Insolation)
指的是单位面积接收到的太阳能量。该数值随纬度、季节和云层覆盖度变化。 - 反照率(Albedo)
在IB地理中,反照率指的是表面对太阳辐射的反射能力。雪和冰等浅色表面具有高反照率,反射大部分阳光;而森林、道路等深色表面反照率低,吸收更多热量。 - 温室效应(Greenhouse Effect)
温室气体(GHGs),如二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和水汽等,能吸收部分向外发射的长波辐射,保留地球热量。若无温室气体,地球平均温度将为约-18℃,而非目前的15℃左右。 - 全球变暗(Global Dimming)
全球变暗指的是由于空气污染、火山喷发和气溶胶等原因,导致抵达地表的太阳辐射减少,降低了太阳能量的有效输入,并影响天气模式。1991年皮纳图博火山释放的二氧化硫形成气溶胶,减少太阳辐射,引发短期全球气温下降,这一现象被称为“全球变暗”。
输入、吸收与输出
输入(Input)是指太阳辐射,即短波辐射(shortwave radiation),抵达地球表面。这股能量驱动天气、气候和生命活动。
但并非所有辐射都到达地面,一部分被吸收或反射:
- 大气层吸收(臭氧、尘埃、水汽等)
- 云层反射(影响反照率)
- 地表反射(尤其是冰雪和沙漠)
抵达地面后,温室气体吸收部分短波辐射,锁住热量,形成自然温室效应,维持地球温度。主要温室气体包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、一氧化二氮(N₂O)和水汽(H₂O)。
地球吸收一部分热能,另一部分通过温室气体保留,剩余的热量则以长波辐射(longwave radiation)形式释放到太空。输入的短波辐射与输出的长波辐射之间的平衡,调节了地球的温度。
影响太阳辐射量的因素
- 太阳光照射地球的角度:极地接收的辐射较赤道少
- 白昼时间长度:白昼越长,接收的太阳辐射越多
- 反照率:云量增多反射更多阳光,减少地表吸收的能量
- 全球变暗:气溶胶、污染物或火山灰散射和吸收阳光,降低地面接收的太阳辐射
遗憾目前暂没时间没时间把英文视频翻译成中文。针对考纲要求的学习资料, 这是我根据近二十年来的真题,亲自整理编写的内容,覆盖「全球气候变化」单元的高频考点与核心术语。内容紧扣考纲,重点突出,助你高效复习、精准提分。专为英文备考IB地理的学生打造。
