天文氣候

由太陽輻射所決定的氣候，也就是太陽氣候。因它沒有考慮大氣層的作用和海陸分佈、地形起伏的影響，故與地面氣候有很大差異。但是天文輻射的空間分佈和時間變化，是地面氣候區域分異和時間變化的主要原因，故天氣氣候不僅具有因緯度而異的地帶性分佈，能反映世界氣候分佈的基本輪廓，而且還有以一年為週期的季節變化和以因季節而異的日變化。 ^[1] 

假定太陽輻射經過大氣時不被削弱，地球表面又是完全均勻的，那麼，在一年之內到達地球表面上各地的太陽輻射總量，就主要由該地的太陽高度、日地距離、日照時間所決定。 ^[2] 

圖1就是根據該地的太陽高度、日地距離、日照時間從理論上所計算出來的全年和冬、夏半年太陽輻射總量在各緯度的分佈曲線。從圖上可以看到有如下的幾個基本特點：

1．全年獲得太陽輻射最多的是赤道，隨着緯度的增高，輻射量便漸次減少，極小值出現在極點，僅及赤道的40%。

2．夏半年獲得太陽輻射最多的是在20°一25°的緯帶上，由此向極點和赤道逐漸地減少，最小值在極點。因緯度愈高，太陽高度角雖趨於減小，但一天之中的日照時間卻愈增長，所以輻射量隨緯度的增高而遞減的程度也愈來愈趨於和緩。

3．冬半年獲得太陽輻射最多的是赤道。隨着緯度的增高，太陽高度和每天的日照時間都迅速地遞減，故輻射量也迅速遞減下去，到極點為零。

4．夏半年與冬半年的輻射量的差值，是隨着緯度的增高而增大的。

另外，從圖2上可以看出：赤道在大氣上界太陽日輻射總量全年有兩個最高點(在春分和秋分)。自赤道向兩極的輻射日總量由一年兩個最高點逐漸合為一個。輻射年變化的振幅是隨着維度的增高而變大。從季節上來講南北半球則完全相反。

公元前4世紀，希臘學者亞里斯多德以迴歸線和極圈把世界氣候分為五帶：熱帶，南、北温帶、南、北寒帶。根據緯度即根據太陽光線的斜射程度來進行氣候分類，沒有考慮影響氣候的其他因素，劃分的氣候帶平行緯圈環繞全球呈東西向帶狀分佈，與實際氣候帶的情況不同，故稱為數理氣候帶，或稱為天文氣候帶和天氣氣候帶。

1.赤道帶

在南北緯10°之間，佔地球總面積17.36%。在此帶內全年正午太陽高度角皆甚大，一年中有兩次受到太陽直射，在一年內晝夜長短几乎均等。因此全年受到太陽輻射最強，年變化極小，日變化大。

2.熱帶

在緯度10°—25°，在南北半球各佔地球總面積的12.45%，夏半年受熱最多，大部分地區一年中正午有兩次連續受到太陽直射機會(迴歸線以外地帶除外)，天文輻射日變化大，年變化仍較小(比赤道帶稍大)。

3.副熱帶

位於緯度25°—35°間，在南北半球各佔地球面積的7.55%，是熱帶與温帶間的過渡地帶。這裏水平面上已無受太陽直射機會，但夏半年受到太陽天文輻射量僅次於熱帶，而大於赤道帶，冬半年則較少。天文輻射的季節變化比赤道帶和熱帶顯著。

4.温帶

位於緯度35°—55°間，在南北半球各佔地球面積的12.28%，全年天文輻射的季節變化最顯著，有四季分明的特點。

5.副寒帶

位於緯度55°—60°間，在南北半球各佔地球面積2.34%，是温帶與寒帶的過渡地帶，此帶晝夜長短差別大，但無極晝、極夜現象。

6.寒帶

位於緯度60°—75°間，在南北半球各佔地球面積的5.00%，此帶一年中晝夜長短差別更大，在極圈以內有極晝、極夜現象。全年天文輻射總量顯著減少。

7.極地

位於緯度75°—90°之間，在南北半球各佔地球面積1.70‰。此帶晝夜長短差別最大，在極點半年為晝，半年為夜。即使在晝半年正午太陽高度角亦甚小，是天文輻射最小、年變化最大的地區。

上述由天文輻射所決定的氣候稱為天文氣候，它雖反映了世界氣候分佈的基本輪廓，但實際上，地面温度或氣温的分佈情況並不如此簡單。這是因為地面温度在極大程度上是由其輻射收支的差額值所決定的，而地面的輻射收支差額值除隨緯度有差別外，還與海陸分佈、地形起伏、地表乾濕、大氣透明度，以及雲量多少等因素有關。所以，在太陽輻射影響下，地面温度不僅有隨緯度的差異，即使在同一緯度，也不可能是均勻一致的。地面温度既然如此，氣温的分佈情況也相類似，這是因為近地面氣温和地面温度有密切聯繫，它是隨地温的’變化而相應地變化着的。

各地氣温的差異，必然會影響氣壓、風以及其他氣候要素的分佈，因而產生各地氣候上的差別。所以説，不同地區氣候的差異及季節變化，歸根結底是太陽輻射作用的結果，太陽輻射在氣候形成中起着主導的作用。 ^[3]