長波輻射

地球-大氣系統所處的温度為200~300 K，在這樣的温度條件下，地面和大氣的輻射能主要集中在4~120μm之間，均為肉眼所不能看見的紅外輻射。因為比太陽輻射的波長(0.15～4微米)要長得多，所以氣象學習慣上把地面和大氣的輻射稱為長波輻射。 ^[2] 

與太陽的短波輻射相比，長波輻射在大氣的傳播過程中有以下特點：

（1）輻射源：地球和大氣。

（2）通過大氣的任一平面射出具有各個方向的漫射輻射。

（3）大氣對長波輻射的散射削弱作用極小，可以忽略不計（雲和塵埃等大顆粒較多的情況除外）。因而研究長波輻射的時候，往往只考慮吸收作用，而忽略散射。

（4）大氣削弱輻射的同時，也在放射輻射，有時甚至其放射的輻射會超出吸收的部分，因此必須將大氣的放射與吸收同時考慮。

長波輻射在大氣中的傳輸是漫射輻射，是在無散射，但是既有吸收又有放射的介質中的傳輸。

在地球輻射中，由地面向上發射的長波輻射稱為地面輻射或地面射出輻射，大氣發射的長波輻射稱為大氣輻射，大氣向下發射的長波輻射稱為大氣逆輻射。

地球表面在吸收太陽輻射的同時，又將其中的大部分能量以輻射的方式傳送給大氣。地表面這種以其本身的熱量日夜不停地向外放射輻射的方式，稱為地面輻射。

地面的輻射能力，主要決定於地面本身的温度。由於輻射能力隨輻射體温度的增高而增強，所以，白天，地面温度較高，地面輻射較強；夜間，地面温度較低，地面輻射較弱。理論和實踐證明：物體的温度愈高，則輻射波長愈短；物體的温度愈低，則輻射波長愈長。

大氣吸收地面長波輻射的同時，又以輻射的方式向外放射能量，大氣這種向外放射能量的方式，稱為大氣輻射。由於大氣本身的温度也低，放射的輻射能的波長較長，故也稱為大氣長波輻射。

大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的那一部大氣輻射部分，剛好和地面輻射的方向相反，所以稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射是地面獲得熱量的重要來源。

由於大氣逆輻射，地面實際損失的熱量比地面長波輻射放出的熱量少一些，大氣的這種保温作用稱為大氣的温室效應。這種大氣的保温作用使近地表的氣温提高了約18℃。

作為對比，月球因為沒有像地球這樣的大氣，因而表面的温度晝夜變化劇烈，白天表面温度可達 127℃，夜間可降至 -183℃。 ^[3]