第二章第一次温热环境教学课件

第二章温热环境一、有关概念：温热环境（热环境）——是炎热、寒冷、温暖还是凉爽的空气环境，是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和，是影响家畜健康和生产力的重要外界环境。是由空气温度、空气湿度、气流、太阳辐射等温热环境因子综合而成的。第二章温热环境一、有关概念：1气象——是指大气下层（对流层）所发生的各种物理状态和物理现象，如：冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电等。幻灯片7气象因素——指决定气象各种物理状态和物理现象的因素，包括：气温、气湿、气压、气流、云量、降水等。气象学——就是研究大气中各种物理过程和物理现象的科学。气象——是指大气下层（对流层）所发生的各种物理状态和物理现象2天气——是在某一地区（具体空间）短期内的大气物理过程和物理现象所构成的综合状态。气候——是指一个地方多年（较长时间）所特有的天气现象。小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。天气——是在某一地区（具体空间）短期内的大气物理过程和物理现3二、大气结构及其特点地球表面被一层厚厚的大气（约1100～1400km）所包围。⑴大气层对生命的意义：①防止昼夜温差的巨大变化；②与几乎所有活的有机体，不断进行气体物质的交换；③由于高空臭氧层的存在，使生命免受强烈紫外线和宇宙射线的伤害，从而保护了地球上的生物。二、大气结构及其特点4⑵大气层（从上到下）的分层：①根据物理特性可以分为5层:外大气层热层中间层平流层对流层⑵大气层（从上到下）的分层：5②根据气流的运动状态，还可以分为3层：电离层平流层（包括同温层）对流层对流层厚7～17km（在赤道上高15～17km，两极上高7～9km）是近地密度最大的一层,空气总量的95%集中在这一层，水汽则全部在这一层内。②根据气流的运动状态，还可以分为3层：6第二章第一次温热环境教学课件7⑶对流层的三个主要特点：①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.65℃；②在水平方向温度、湿度分布不均匀；③具有强烈的对流运动。⑶对流层的三个主要特点：8第一节太阳辐射一、基本概念太阳辐射是指太阳向宇宙空间放射的巨大能量。指太阳发射的电磁波，是地球表面光和热的主要来源。在自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（－273.16℃）以上，都在不停地以电磁波的形式向外放射能量，这种以电磁波的形式传递能量的方式（或过程），称为辐射。第一节太阳辐射一、基本概念9所以“辐射”有时是指以电磁波传递能量的方式（或过程）；有时是指借此方式（或过程）传递的能量。辐射：包括太阳辐射和动物机体与其周围环境之间通过辐射形式的热交换。所以“辐射”有时是指以电磁波传递能量的方式（或过程）；10若物体放出辐射＞吸收辐射，物体损失热量，降温；若物体放出辐射＜吸收辐射，物体获得热量，升温；若物体放出辐射＝吸收辐射，不得不失热量，温度不变，达到辐射平衡。若物体放出辐射＞吸收辐射，物体损失热量，降温；11太阳辐射包括电磁辐射和粒子辐射。这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。对于地球来讲，太阳粒子辐射的能量很小，只有太阳电磁辐射总能量的千分之一左右，而且，大部分太阳粒子都不能进入地球的主要大气层，所以可以忽略。电磁辐射——是以光速作波动运动的一种能量（俗称电磁波）。太阳辐射包括电磁辐射和粒子辐射。这两类辐射都能到达地球大气，12太阳辐射既然是以电磁波的形式向外放射能量，就有一定的波长。太阳发射电磁波的本领非常大，其波长范围极宽（4～300000nm）。根据人类的视觉，可将太阳的电磁波分为三个光谱区段。：紫外线（4～400nm）、可见光（400～760nm）红外线（760～300000nm）太阳辐射既然是以电磁波的形式向外放射能量，就有一定的波长。13人类肉眼能看到的可见光，通过三棱镜可以被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。波长150～4000nm的占全部辐射能的99％其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％最强辐射的波长为475nm。人类肉眼能看到的可见光，通过三棱镜可以被分解为红、橙、黄、绿14二、太阳辐射强度表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。天文单位（A）——是日地平均距离为1.4960×108km时，称为1A。二、太阳辐射强度15太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.967cal/cm2·min）。太阳常数随太阳活动有1～2％的变化，一般是随太阳黑子数目的增多而增大。1969年I0＝1.94cal/cm2·min；1978～1981年I0＝1.967cal/cm2·min。太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成16取决于：太阳高度角、家畜的姿势家畜接受直接辐射的体表面积；最强辐射波长λmax（μm）=2897/T1、大气射程（太阳高度角）地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.①分子散射散射质点（如空气分子）直径比入射辐射波长小时发生的散射。太阳辐射是指太阳向宇宙空间放射的巨大能量。五、太阳辐射与畜体热调节①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.厚的云层可反射90％。厚的云层可反射90％。太阳辐射通过大气层时，①防止昼夜温差的巨大变化；②根据气流的运动状态，还可以分为3层：平均而言，高云的反射率为25％；取决于：太阳高度角、家畜的姿势⑶对流层的三个主要特点：太阳黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。太阳黑子——其实是太阳表面上刮起来的风暴，是一个巨大的旋涡形状的气流。说它是黑子，是因为它比太阳表面的颜色相对来说稍暗一些，那儿的温度约4500℃。太阳黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。大约每隔11年出现一次高峰。取决于：太阳高度角、家畜的姿势太阳黑子——其实是太阳表面上刮17三、太阳辐射能通过大气层的量变：太阳辐射通过大气层时，一部分被大气中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；一部分被大气中各种气体分子、水滴和尘埃等悬浮的微粒所散射；一部分被云层等反射到宇宙空间。因此，只有大约47％的太阳辐射能够到达地球表面（直接入射约24％，云层散射约17％，天空散射6％）。三、太阳辐射能通过大气层的量变：18一）影响地面太阳辐射强度的因素1、大气射程（太阳高度角）太阳高度角(solaraltitude,h)——太阳光线与地表水平面的夹角。一）影响地面太阳辐射强度的因素19⑴影响太阳高度角的因素：①纬度

②季节③时辰

⑴影响太阳高度角的因素：20⑵太阳高度角是如何影响太阳辐射到达地面的强度的？①影响太阳辐射穿过空气层的厚度（大气射程）②影响太阳辐射强度在地面上的分布⑵太阳高度角是如何影响太阳辐射到达地面的强度的？21第二章第一次温热环境教学课件222、大气透明度（即天气）大气透明度——指大气对太阳辐射的透射程度。大气透明系数——是指当太阳高度角为90°时，通过大气层后的太阳辐射强度与通过大气层前的太阳辐射强度之比。2、大气透明度（即天气）23⑴影响大气透明度的因素：①空气中的水汽含量②气溶胶粒子“阳伞效应”③气中二氧化碳的含量（随时间、空间）的变化“温室效应”⑴影响大气透明度的因素：24二）地面所得到的太阳光谱组成：1.影响地面太阳光谱组成的因素：在医学，红外线分为长波红外线（1500-15000nm）短波红外线（760-1500nm）二）地面所得到的太阳光谱组成：25紫外线：长波紫外线（400-290nm）

短波紫外线（290－180nm）1）光线的穿透力由强到弱依次是：短波红外线＞红、橙、黄光＞绿、青、蓝、紫光线＞长波紫外线＞长波红外线＞短波紫外线紫外线：长波紫外线（400-290nm）26太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。②畜种：猪最敏感李P25表2－4有时是指借此方式（或过程）传递的能量。白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温就升高，夜间则相反。94cal/cm2·min；小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。取决于：太阳高度角、家畜的姿势16℃）以上，都在不停地以电磁波的形式向外放射能量，这种以电磁波的形式传递能量的方式（或过程），称为辐射。②影响太阳辐射强度在地面上的分布最强辐射的波长为475nm。在自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（－273.长波红外线（1500-15000nm）表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。斯蒂芬——玻尔兹曼定律：黑体辐射的总能量比例于其绝对温度的4次方。畜体暴露在太阳光下，可直接接受太阳辐射能获得能量，减少畜体的辐射散热量；小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。2）太阳高度角太阳高度角减小，大气质量增加，最大能量的波长往长波方向移动，红色光的比例增加，蓝紫光比例减少。理想大气（干燥、纯净）的不同波长透过率波长（μm）0.30.40.50.60.70.81.01.2透过率0.2950.6960.8650.9330.9640.9790.9910.996太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成273）大气对太阳辐射的反射、散射⑴散射

①分子散射散射质点（如空气分子）直径比入射辐射波长小时发生的散射。Rayleigh(瑞利)分子散射定律：分子散射的强度与其入射辐射波长的四次方成反比，与其频率的四次方成正比。②粗粒散射散射质点（如云滴）的直径比入射辐射波长大时即发生与入射波长无关的漫射。3）大气对太阳辐射的反射、散射28⑵反射云的反射作用最显著，随云状、云厚而有很大的不同。平均而言，高云的反射率为25％；中云反射率为50％；低云的反射率为65％；稀薄的云层也可反射10％～20％；厚的云层可反射90％。云的平均反射率约为50％～55％。在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。⑵反射29四、地面空气层的热量来源地面空气层——指地面以上50米以内的空气层。干洁大气——指不包含水汽、液体和固体杂质的大气（氮、氧、氩占99.97％）。干洁的空气本身并不吸收太阳辐射。四、地面空气层的热量来源30维恩位移定律——辐射体发出最强辐射的波长，随辐射体温度的升高而变短。最强辐射波长λmax（μm）=2897/T其中T为绝对温度当太阳温度为6000ºK时，其最强辐射波长为2897/6000≈0.48μm，在0.4-0.7μm之间。太阳辐射相对于其它温度低的物体放射的辐射，波长较短，属于短波辐射。维恩位移定律——辐射体发出最强辐射的波长，随辐射体温度的升高31地面均温为300ºK，对流大气层均温为250ºK，其辐射能主要集中在3000～12000nm，都是肉眼不可见的红外线。地面辐射、大气辐射相对于太阳辐射而言，波长较长，属于长波辐射。地面辐射——指地面放射的指向大气的长波辐射，大部分能量被大气吸收，少量透过大气直达宇宙空间。地面均温为300ºK，对流大气层均温为250ºK，其辐射能主32地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。辐射能力随地面温度的增高而增强。遵循斯蒂芬——玻尔兹曼定律：黑体辐射的总能量比例于其绝对温度的4次方。HR=σT4HR为辐射能量；T为绝对温度；σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数=5.67×10-8W/m2·k4）地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。辐射能力随地面温33白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温就升高，夜间则相反。大气辐射——大气吸收地面辐射的同时，又以辐射的方式向四周放射辐射，大气这种向外放射的辐射能，称为大气辐射。大气中对长波辐射的吸收和放射起重要作用的物质为水汽、液态水、二氧化碳和臭氧，其中水汽的吸收为最强，范围最广。白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温34大气窗：波长范围8400～12000nm的辐射，是地面辐射很强的区域，约占地面辐射总能的20％；水汽对这个波长范围的辐射基本不吸收，臭氧的吸收带也很窄。“卫星遥感”地面辐射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空气中（水汽集中层）几乎全部被吸收掉。大气窗：波长范围8400～12000nm的辐射，是地面辐射很35第二章第一次温热环境教学课件36这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。平均而言，高云的反射率为25％；大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。3）大气对太阳辐射的反射、散射指太阳发射的电磁波，是地球表面光和热的主要来源。②畜种：猪最敏感李P25表2－4当太阳温度为6000ºK时，其最强辐射波长为2897/6000≈0.②根据气流的运动状态，还可以分为3层：其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％电磁辐射——是以光速作波动运动的一种能量（俗称电磁波）。最强辐射的波长为475nm。①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.94cal/cm2·min；影响地面太阳光谱组成的因素：这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。黑色被毛较白色，更易吸收热量，其吸热量约为2︰1。短波红外线＞红、橙、黄光＞大气上界和地面的太阳辐射光这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。大气上37大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；另一方面取决于空气中水汽的含量和云量。大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。使大气对地面起到了保温的作用。大气效应——大气很少吸收太阳的短波辐射，而强烈吸收地面放射出来的长波辐射，从而对地面保温的效应，称为大气效应，也叫大气的温室效应。大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；另一方面取决于空38五、太阳辐射与畜体热调节畜体暴露在太阳光下，可直接接受太阳辐射能获得能量，减少畜体的辐射散热量；在寒冷季节有利于家畜的体热调节，使家畜感到温暖；在炎热环境条件下，强烈的太阳辐射对家畜的体热调节不利，尤其是对那些被毛稀疏，体被隔热作用不良的家畜危害较大。五、太阳辐射与畜体热调节39第二章第一次温热环境教学课件40影响太阳辐射热对家畜体热调节的因素：1.家畜接受直接辐射的体表面积；取决于：太阳高度角、家畜的姿势2.家畜被毛的隔热作用；取决于：被毛的厚度、密度、颜色、光泽度、是否平整等；黑色被毛较白色，更易吸收热量，其吸热量约为2︰1。参P25表2－3。影响太阳辐射热对家畜体热调节的因素：41第二章第一次温热环境教学课件42骆驼毛厚51cm，经测定，在强烈太阳辐射情况下，其背部表面温度高达70℃～80℃，但其毛下皮肤温度只有40℃，有利于保存水分，免于蒸发。参见P25图2－4；北极麝牛秋季毛内长出细而长的毛丝，使毛密度进一步增大，冬天躺卧雪地下的雪不会融化，能在﹣20℃～﹣30℃的酷寒中平静的吃东西。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。骆驼毛厚51cm，经测定，在强烈太阳辐射情况下，其背部表面温433.品种在牧地直晒阳光下，气温30℃，体温、呼吸率升高幅度依次为：广西本地水牛＞杂种牛＞摩拉水牛在阴凉地恢复速度则是：摩拉水牛＞杂种牛＞广西本地水牛属于热带品种的摩拉水牛在日晒下的热调节能力优于本地水牛。3.品种44①防止昼夜温差的巨大变化；在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。影响太阳辐射热对家畜体热调节的因素：小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。967cal/cm2·min）。紫外线（4～400nm）、温热环境（热环境）——是炎热、寒冷、温暖还是凉爽的空气环境，是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和，是影响家畜健康和生产力的重要外界环境。对流层太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.一部分被云层等反射到宇宙空间。根据人类的视觉，可将太阳的电磁波分为三个光谱区段。地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。厚的云层可反射90％。指太阳发射的电磁波，是地球表面光和热的主要来源。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。②粗粒散射散射质点（如云滴）的直径比入射辐射波长大时即发生与入射波长无关的漫射。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.是由空气温度、空气湿度、气流、太阳辐射等温热环境因子综合而成的。3）大气对太阳辐射的反射、散射短波紫外线（290－180nm）取决于：太阳高度角、家畜的姿势长波红外线（1500-15000nm）天气——是在某一地区（具体空间）短期内的大气物理过程和物理现象所构成的综合状态。地球表面被一层厚厚的大气（约1100～1400km）所包围。是由空气温度、空气湿度、气流、太阳辐射等温热环境因子综合而成的。大约每隔11年出现一次高峰。黑色被毛较白色，更易吸收热量，其吸热量约为2︰1。有时是指借此方式（或过程）传递的能量。一部分被大气中各种气体分子、水滴和尘埃等悬浮的微粒所散射；例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。地球表面被一层厚厚的大气（约1100～1400km）所包围。②粗粒散射散射质点（如云滴）的直径比入射辐射波长大时即发生与入射波长无关的漫射。地面辐射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空气中（水汽集中层）几乎全部被吸收掉。绿、青、蓝、紫光线＞长波紫外线＞大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。94cal/cm2·min；说它是黑子，是因为它比太阳表面的颜色相对来说稍暗一些，那儿的温度约4500℃。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。对流层94cal/cm2·min；大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.③时辰太阳发射电磁波的本领非常大，其波长范围极宽（4～300000nm）。表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。电磁辐射——是以光速作波动运动的一种能量（俗称电磁波）。地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。温热环境（热环境）——是炎热、寒冷、温暖还是凉爽的空气环境，是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和，是影响家畜健康和生产力的重要外界环境。太阳辐射包括电磁辐射和粒子辐射。表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。太阳辐射相对于其它温度低的物体放射的辐射，波长较短，属于短波辐射。取决于：太阳高度角、家畜的姿势最强辐射的波长为475nm。967cal/cm2·min。②粗粒散射散射质点（如云滴）的直径比入射辐射波长大时即发生与入射波长无关的漫射。一部分被大气中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；4.家畜对辐射热的敏感程度①年龄：成年＞幼龄②畜种：猪最敏感李P25表2－4除此以外，空气温度、空气湿度、畜体表面温度、湿度、气流等也有一定的影响。①防止昼夜温差的巨大变化；3）大气对太阳辐射的反射、散射对流45第二章温热环境一、有关概念：温热环境（热环境）——是炎热、寒冷、温暖还是凉爽的空气环境，是指直接与家畜体热调节有关的外界环境因素的总和，是影响家畜健康和生产力的重要外界环境。是由空气温度、空气湿度、气流、太阳辐射等温热环境因子综合而成的。第二章温热环境一、有关概念：46气象——是指大气下层（对流层）所发生的各种物理状态和物理现象，如：冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电等。幻灯片7气象因素——指决定气象各种物理状态和物理现象的因素，包括：气温、气湿、气压、气流、云量、降水等。气象学——就是研究大气中各种物理过程和物理现象的科学。气象——是指大气下层（对流层）所发生的各种物理状态和物理现象47天气——是在某一地区（具体空间）短期内的大气物理过程和物理现象所构成的综合状态。气候——是指一个地方多年（较长时间）所特有的天气现象。小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。天气——是在某一地区（具体空间）短期内的大气物理过程和物理现48二、大气结构及其特点地球表面被一层厚厚的大气（约1100～1400km）所包围。⑴大气层对生命的意义：①防止昼夜温差的巨大变化；②与几乎所有活的有机体，不断进行气体物质的交换；③由于高空臭氧层的存在，使生命免受强烈紫外线和宇宙射线的伤害，从而保护了地球上的生物。二、大气结构及其特点49⑵大气层（从上到下）的分层：①根据物理特性可以分为5层:外大气层热层中间层平流层对流层⑵大气层（从上到下）的分层：50②根据气流的运动状态，还可以分为3层：电离层平流层（包括同温层）对流层对流层厚7～17km（在赤道上高15～17km，两极上高7～9km）是近地密度最大的一层,空气总量的95%集中在这一层，水汽则全部在这一层内。②根据气流的运动状态，还可以分为3层：51第二章第一次温热环境教学课件52⑶对流层的三个主要特点：①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.65℃；②在水平方向温度、湿度分布不均匀；③具有强烈的对流运动。⑶对流层的三个主要特点：53第一节太阳辐射一、基本概念太阳辐射是指太阳向宇宙空间放射的巨大能量。指太阳发射的电磁波，是地球表面光和热的主要来源。在自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（－273.16℃）以上，都在不停地以电磁波的形式向外放射能量，这种以电磁波的形式传递能量的方式（或过程），称为辐射。第一节太阳辐射一、基本概念54所以“辐射”有时是指以电磁波传递能量的方式（或过程）；有时是指借此方式（或过程）传递的能量。辐射：包括太阳辐射和动物机体与其周围环境之间通过辐射形式的热交换。所以“辐射”有时是指以电磁波传递能量的方式（或过程）；55若物体放出辐射＞吸收辐射，物体损失热量，降温；若物体放出辐射＜吸收辐射，物体获得热量，升温；若物体放出辐射＝吸收辐射，不得不失热量，温度不变，达到辐射平衡。若物体放出辐射＞吸收辐射，物体损失热量，降温；56太阳辐射包括电磁辐射和粒子辐射。这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。对于地球来讲，太阳粒子辐射的能量很小，只有太阳电磁辐射总能量的千分之一左右，而且，大部分太阳粒子都不能进入地球的主要大气层，所以可以忽略。电磁辐射——是以光速作波动运动的一种能量（俗称电磁波）。太阳辐射包括电磁辐射和粒子辐射。这两类辐射都能到达地球大气，57太阳辐射既然是以电磁波的形式向外放射能量，就有一定的波长。太阳发射电磁波的本领非常大，其波长范围极宽（4～300000nm）。根据人类的视觉，可将太阳的电磁波分为三个光谱区段。：紫外线（4～400nm）、可见光（400～760nm）红外线（760～300000nm）太阳辐射既然是以电磁波的形式向外放射能量，就有一定的波长。58人类肉眼能看到的可见光，通过三棱镜可以被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。波长150～4000nm的占全部辐射能的99％其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％最强辐射的波长为475nm。人类肉眼能看到的可见光，通过三棱镜可以被分解为红、橙、黄、绿59二、太阳辐射强度表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。天文单位（A）——是日地平均距离为1.4960×108km时，称为1A。二、太阳辐射强度60太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.967cal/cm2·min）。太阳常数随太阳活动有1～2％的变化，一般是随太阳黑子数目的增多而增大。1969年I0＝1.94cal/cm2·min；1978～1981年I0＝1.967cal/cm2·min。太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成61取决于：太阳高度角、家畜的姿势家畜接受直接辐射的体表面积；最强辐射波长λmax（μm）=2897/T1、大气射程（太阳高度角）地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.①分子散射散射质点（如空气分子）直径比入射辐射波长小时发生的散射。太阳辐射是指太阳向宇宙空间放射的巨大能量。五、太阳辐射与畜体热调节①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.厚的云层可反射90％。厚的云层可反射90％。太阳辐射通过大气层时，①防止昼夜温差的巨大变化；②根据气流的运动状态，还可以分为3层：平均而言，高云的反射率为25％；取决于：太阳高度角、家畜的姿势⑶对流层的三个主要特点：太阳黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。太阳黑子——其实是太阳表面上刮起来的风暴，是一个巨大的旋涡形状的气流。说它是黑子，是因为它比太阳表面的颜色相对来说稍暗一些，那儿的温度约4500℃。太阳黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。大约每隔11年出现一次高峰。取决于：太阳高度角、家畜的姿势太阳黑子——其实是太阳表面上刮62三、太阳辐射能通过大气层的量变：太阳辐射通过大气层时，一部分被大气中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；一部分被大气中各种气体分子、水滴和尘埃等悬浮的微粒所散射；一部分被云层等反射到宇宙空间。因此，只有大约47％的太阳辐射能够到达地球表面（直接入射约24％，云层散射约17％，天空散射6％）。三、太阳辐射能通过大气层的量变：63一）影响地面太阳辐射强度的因素1、大气射程（太阳高度角）太阳高度角(solaraltitude,h)——太阳光线与地表水平面的夹角。一）影响地面太阳辐射强度的因素64⑴影响太阳高度角的因素：①纬度

②季节③时辰

⑴影响太阳高度角的因素：65⑵太阳高度角是如何影响太阳辐射到达地面的强度的？①影响太阳辐射穿过空气层的厚度（大气射程）②影响太阳辐射强度在地面上的分布⑵太阳高度角是如何影响太阳辐射到达地面的强度的？66第二章第一次温热环境教学课件672、大气透明度（即天气）大气透明度——指大气对太阳辐射的透射程度。大气透明系数——是指当太阳高度角为90°时，通过大气层后的太阳辐射强度与通过大气层前的太阳辐射强度之比。2、大气透明度（即天气）68⑴影响大气透明度的因素：①空气中的水汽含量②气溶胶粒子“阳伞效应”③气中二氧化碳的含量（随时间、空间）的变化“温室效应”⑴影响大气透明度的因素：69二）地面所得到的太阳光谱组成：1.影响地面太阳光谱组成的因素：在医学，红外线分为长波红外线（1500-15000nm）短波红外线（760-1500nm）二）地面所得到的太阳光谱组成：70紫外线：长波紫外线（400-290nm）

短波紫外线（290－180nm）1）光线的穿透力由强到弱依次是：短波红外线＞红、橙、黄光＞绿、青、蓝、紫光线＞长波紫外线＞长波红外线＞短波紫外线紫外线：长波紫外线（400-290nm）71太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成直角的地球大气上界单位面积、单位时间内入射的太阳辐射能，叫做太阳常数，其测定值为1367±7W/m2（1.大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。②畜种：猪最敏感李P25表2－4有时是指借此方式（或过程）传递的能量。白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温就升高，夜间则相反。94cal/cm2·min；小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。取决于：太阳高度角、家畜的姿势16℃）以上，都在不停地以电磁波的形式向外放射能量，这种以电磁波的形式传递能量的方式（或过程），称为辐射。②影响太阳辐射强度在地面上的分布最强辐射的波长为475nm。在自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（－273.长波红外线（1500-15000nm）表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。斯蒂芬——玻尔兹曼定律：黑体辐射的总能量比例于其绝对温度的4次方。畜体暴露在太阳光下，可直接接受太阳辐射能获得能量，减少畜体的辐射散热量；小气候——是指由于地表性质不同，或人类和生物的活动所形成的小范围的特殊气候。2）太阳高度角太阳高度角减小，大气质量增加，最大能量的波长往长波方向移动，红色光的比例增加，蓝紫光比例减少。理想大气（干燥、纯净）的不同波长透过率波长（μm）0.30.40.50.60.70.81.01.2透过率0.2950.6960.8650.9330.9640.9790.9910.996太阳常数（I0）——是当太阳离地球的距离在1A时，与太阳光成723）大气对太阳辐射的反射、散射⑴散射

①分子散射散射质点（如空气分子）直径比入射辐射波长小时发生的散射。Rayleigh(瑞利)分子散射定律：分子散射的强度与其入射辐射波长的四次方成反比，与其频率的四次方成正比。②粗粒散射散射质点（如云滴）的直径比入射辐射波长大时即发生与入射波长无关的漫射。3）大气对太阳辐射的反射、散射73⑵反射云的反射作用最显著，随云状、云厚而有很大的不同。平均而言，高云的反射率为25％；中云反射率为50％；低云的反射率为65％；稀薄的云层也可反射10％～20％；厚的云层可反射90％。云的平均反射率约为50％～55％。在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。⑵反射74四、地面空气层的热量来源地面空气层——指地面以上50米以内的空气层。干洁大气——指不包含水汽、液体和固体杂质的大气（氮、氧、氩占99.97％）。干洁的空气本身并不吸收太阳辐射。四、地面空气层的热量来源75维恩位移定律——辐射体发出最强辐射的波长，随辐射体温度的升高而变短。最强辐射波长λmax（μm）=2897/T其中T为绝对温度当太阳温度为6000ºK时，其最强辐射波长为2897/6000≈0.48μm，在0.4-0.7μm之间。太阳辐射相对于其它温度低的物体放射的辐射，波长较短，属于短波辐射。维恩位移定律——辐射体发出最强辐射的波长，随辐射体温度的升高76地面均温为300ºK，对流大气层均温为250ºK，其辐射能主要集中在3000～12000nm，都是肉眼不可见的红外线。地面辐射、大气辐射相对于太阳辐射而言，波长较长，属于长波辐射。地面辐射——指地面放射的指向大气的长波辐射，大部分能量被大气吸收，少量透过大气直达宇宙空间。地面均温为300ºK，对流大气层均温为250ºK，其辐射能主77地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。辐射能力随地面温度的增高而增强。遵循斯蒂芬——玻尔兹曼定律：黑体辐射的总能量比例于其绝对温度的4次方。HR=σT4HR为辐射能量；T为绝对温度；σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数=5.67×10-8W/m2·k4）地面辐射能力的强弱主要取决于地面本身的温度。辐射能力随地面温78白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温就升高，夜间则相反。大气辐射——大气吸收地面辐射的同时，又以辐射的方式向四周放射辐射，大气这种向外放射的辐射能，称为大气辐射。大气中对长波辐射的吸收和放射起重要作用的物质为水汽、液态水、二氧化碳和臭氧，其中水汽的吸收为最强，范围最广。白天地面温度较高，地面辐射较强，大气吸收地面辐射能较多，气温79大气窗：波长范围8400～12000nm的辐射，是地面辐射很强的区域，约占地面辐射总能的20％；水汽对这个波长范围的辐射基本不吸收，臭氧的吸收带也很窄。“卫星遥感”地面辐射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空气中（水汽集中层）几乎全部被吸收掉。大气窗：波长范围8400～12000nm的辐射，是地面辐射很80第二章第一次温热环境教学课件81这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。表示太阳辐射能大小的物理量为：辐射能通量密度，单位是W/M2或J/cm2·min。例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。平均而言，高云的反射率为25％；大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；例如：农田气候，牧场气候，畜舍气候，住房气候等等。3）大气对太阳辐射的反射、散射指太阳发射的电磁波，是地球表面光和热的主要来源。②畜种：猪最敏感李P25表2－4当太阳温度为6000ºK时，其最强辐射波长为2897/6000≈0.②根据气流的运动状态，还可以分为3层：其中：可见光占50％，红外线占43％，紫外线占7％电磁辐射——是以光速作波动运动的一种能量（俗称电磁波）。最强辐射的波长为475nm。①在对流层内，高度每上升100m，空气温度下降0.94cal/cm2·min；影响地面太阳光谱组成的因素：这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。黑色被毛较白色，更易吸收热量，其吸热量约为2︰1。短波红外线＞红、橙、黄光＞大气上界和地面的太阳辐射光这两类辐射都能到达地球大气，其中有些还能到达地球表面。大气上82大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；另一方面取决于空气中水汽的含量和云量。大气逆辐射——是大气辐射向下的那部分辐射。使大气对地面起到了保温的作用。大气效应——大气很少吸收太阳的短波辐射，而强烈吸收地面放射出来的长波辐射，从而对地面保温的效应，称为大气效应，也叫大气的温室效应。大气放射辐射量的大小，一方面取决于大气温度；另一方面取决于空83五、太阳辐射与畜体热调节畜体暴露在太阳光下，可直接接受太阳辐射能获得能量，减少畜体的辐射散热量；在寒冷季节有利于家畜的体热调节，使家畜感到温暖；在炎热环境条件下，强烈的太阳辐射对家畜的体热调节不利，尤其是对那些被毛稀疏，体被隔热作用不良的家畜危害较大。五、太阳辐射与畜体热调节84第二章第一次温热环境教学课件85影响太阳辐射热对家畜体热调节的因素：1.家畜接受直接辐射的体表面积；取决于：太阳高度角、家畜的姿势2.家畜被毛的隔热作用；取决于：被毛的厚度、密度、颜色、光泽度、是否平整等；黑色被毛较白色，更易吸收热量，其吸热量约为2︰1。参P25表2－3。影响太阳辐射热对家畜体热调节的因素：86第二章第一次温热环境教学课件87骆驼毛厚51cm，经测定，在强烈太阳辐射情况下，其背部表面温度高达70℃～80℃，但其毛下皮肤温度只有40℃，有利于保存水分，免于蒸发。参见P25图2－4；北极麝牛秋季毛内长出细而长的毛丝，使毛密度进一步增大，冬天躺卧雪地下的雪不会融化，能在﹣20℃～﹣30℃的酷寒中平静的吃东西。北极熊能在﹣80℃严寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保温隔热性能。骆驼毛厚51cm，经测定，在强烈太阳辐射情况下，其背部表面温883.品种在牧地直晒阳光下，气温30℃，体温、呼吸率升高幅度依次为：广西本地水牛＞杂种牛＞摩拉水牛在阴凉地恢复速度则是：摩拉水牛＞杂种牛＞广西本地水牛属于热带品种的摩拉水牛在日晒下的热调节能力优于本地水牛。3.品种89①防止昼夜温差的巨大变化；在吸收、散射、反射作用中，以反