简述太阳直接辐射的物理意义

【专家解说】：　　以平行光线的形式直接投射到地面的太阳辐射，称之为太阳直接辐射。
　　通常以直接辐射通量密度来表示其强弱。它的大小取决于太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等。太阳高度角越大时,光线通过的大气量越少,辐射分布的面积越小,故太阳直接辐射越强。大气透明度越好,太阳辐射被削弱得越少,直接辐射越强。云层越厚,云量越多,则直接辐射越弱。在浓云密布时,直接辐射可减少为零。海拔高度越高,光线穿过的大气量越少和大气越透明。
　　地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一，但却是地球大气运动的主要能量源泉，也是地球光热能的主要来源。

　　对地球

　　到达地球上的太阳辐射能量只有太阳总辐射能量的很小一部分，但它的作用却是相当大的。

　　其一，对地理环境的影响。直接的作用如岩石受到温度的变化影响而产生风化。间接作用，地球上的大气、水、生物是地理环境要素，他们本身的发展变化以及各要素之间的相互联系，大部分是在太阳的驱动过程中完成的。地球表面划分为五带。为什么要划分五带呢?因为地球表面各个地方的纬度不同，不同纬度地带获得的太阳热量是不一样的。如热带一年中太阳可以直射，获得的热量最多；寒带太阳高度很低，并且有长时间的极夜，所以获得的热量最少。也就是因为太阳辐射具有纬度差异导致了各地获得的热量也有差异。但是在热量盈余的地方比如赤道，温度并没有越来越高；热量亏损的地方，比如两极，温度也没有越来越低，而是保持相对稳定。对于整个地表来说，热量应该是平衡的，因而热量多余和热量不足的地方，要发生热输送。 其二，太阳辐射为我们的生产和生活提供能量。人们对太阳辐射作用最直接的感受来自于它是人们生产和生活的主要能源。如植物的生长需要光和热，晾晒衣服需要阳光，工业上大量使用的煤、石油等化石燃料是太阳能转化来的，被称为“储存起来的太阳能”。还有太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳房、太阳能发电、太阳能电池等。除直接使用的太阳能外，地球上的水能、风能也来源于太阳。西藏的省会拉萨有一别称，号称“日光城”。为什么叫这个名称呢?因为西藏自治区位于青藏高原上，地势较高，太阳光到达地表的路程短，空气稀薄，天空中云量少，损失少，所以太阳辐射强，日照时间长，称为“日光城”。 直辖市重庆有个别称，有中国的“雾都”之称。为什么这个地方一年中多雾呢?这个地方海拔较低，受地形的影响，四川盆地使得水汽积聚不易上升，使水汽增多，而西南季风不可能越过秦岭；只能影响四川盆地，故带来大量水汽，并且距海较近，所以一年中阴雨天多，天空中经常阴云密布，所以光照少，太阳辐射能贫乏。所以人们常用“蜀犬吠日”来形容四川盆地的气候特色。

　　

　　对太阳系

　　除此之外，光作用在物体上的力称为辐射压力。太阳辐射的压力能将一些东西吹出太阳系，也能使一些东西掉到太阳上。我们来研究一个太阳附近的粒子。该粒子受到太阳辐射压力正比于粒子的截面积。作用在粒子上的重力正比于它的质量，质量正比于它的体积。如果粒子的线度为X它的截面积正比于X^2，而体积正比于X^3；那么只要粒子足够小，X^2、X^3之比可任意大。当X=1单位时，X^2=1单位^2，X^3=1单位^3；而当X=0.1单位时，X2=0.01单位^2，X3=0.001单位^3。所以当X足够小时，太阳辐射压力可以超过重力，这就是彗星尾巴总背向太阳的原因。

　　假设重力大于辐射的压力，粒子被束缚在太阳系中，当粒子绕太阳运动时，太阳光就像下雨一样洒在粒子上。（如果轨道是圆的，太阳光照射方向垂直于粒子的运动方向）。但是从粒子角度看，对于一个运动的粒子，太阳光是从前方辐射来的（天文学家称之为“光行差”）。所以，辐射压力就有一个和粒子轨道运动方向相反的分量。作用虽小，却持续不断，粒子轨道运动速度减小，导致它螺旋式的落到太阳上去。这就是波印延——罗伯逊效应。

　　而它，在太阳系中起到了吸尘器的作用。这就使得太阳系的质量是一定的，不会减少，不会增加。