地球热量平衡diqiu reliang pingheng
指全球地一气体系在全年中热量的收入和支出。地球作为一个球体,大气上界一年中每平方厘米面积上获得的太阳辐射能为182.8×106瓦 (262千卡/厘米2·年)。为计算方便起见,把其作为100个单位。入射辐射中4个单位被平流层臭氧吸收: 20个单位被对流层吸收,其中二氧化碳吸收1单位,水汽吸收13单位,微尘3单位,云中水滴3单位。同时云层反射入射辐射返回宇宙空间23个单位;地面反射回4单位;大气散射返回宇宙4单位。地球总反射率31% (31个单位)。净余太阳辐射45个单位到达地面,其中直接辐射24个单位,散射辐射21个单位。
地面因吸收太阳辐射而增温,假定地面全年平均温度为288K,那么按黑体在此温度下的长波辐射能相当113个单位,其中107个单位为大气中物质所吸收,6个单位透过“大气窗”逸入宇宙空间。
大气吸收了24个单位太阳辐射和107个单位的地面辐射而增温,并按其温度进行长波辐射。大气长波辐射中一部分射向地面,其值相当97个单位; 另一部分射向宇宙空间约63个单位。大气通过辐射过程总共吸收131个单位,而以长波辐射支出97+63=160个单位,全球大气的年平均辐射差额为-29个单位。亏损的热量由地面通过蒸发潜热输送23个单位,通过湍流输送显热6个单位以维持大气层和地面的热量平衡(见图)。

地球热量平衡
图的左侧实线表明大气和地面获得的能量,右侧实线是对流层大气获得的能量。假定进入大气上界参加交换的射入辐射为100单位 (相当于182.8×106瓦或263千卡/厘米2·年)。