硬核出圈！入选高考地理试题并揭示阿克达拉区域大气本底站地表辐射收支奥秘

华益瑞研发工程师吴彩云在读研究生期间参与联合撰写的学术论文《阿克达拉大气本底站地表辐射收支特征》已被全国性学术期刊《干旱区地理（Arid Land Geography）》正式刊载。该研究成果在学术界获得较高认可，并被选用于安徽省高考地理试题素材，体现了其较强的科学价值、实践意义与社会影响力。我司有幸参与了中国气象局阿克达拉区域大气本底站BSRN基准辐射站的安装调试工作。

如图为我国某地面观测站（47°06'N，87°58'E），海拔561m）某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成下面小题。

9．图中甲、乙、丙三条曲线依次表示（ ）

A．地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射

B．地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射

C．大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射

D．大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射

10．观测期间该地（    ）

① 第1天晴朗无云      

② 第2天地面吸收的太阳辐射量最大

③ 第3天比第4天大气透明度低

④ 可能经历了降水过程

A．①②　　B．②③

C．①④　　D．③④

11．该时段可能为（    ）

A．4月1日前后　  　B．6月1日前后

C．10月1日前后　　D．11月1日前后

【答案】9．B       10．D     11．B

【解析】9．结合所学知识，阅读图文材料可知，该地面观测站所示经纬度显示为我国新疆地区，图中显示太阳辐射在四天中白天出现，夜晚几乎为0，而地面反射太阳辐射需要太阳辐射，夜晚也不会出现，因此图中丙为地面反射太阳辐射，故AC错误；大气逆辐射是大气通过吸收地面辐射增温后辐射的，地面长波辐射≈大气逆辐射＋射向宇宙空间的地面辐射，推测大气逆辐射小于地面长波辐射，从图中可以看出，甲大于乙，因此甲为地面长波辐射，乙为大气逆辐射，B正确，C错误。答案选择B。

10．结合所学知识，阅读图文材料和上题结论可知，图中显示期间，第一天大气逆辐射较强，且太阳辐射出现两个峰值，说明有云层遮挡阳光，所以不是晴朗无云，故①错误；第2天是四天中太阳辐射最弱的一天，因此地面吸收的太阳辐射量小，故②错误；第3天太阳辐射小于第4天，说明第3天云层较厚，大气削弱作用强，其大气透明度低，而第4天太阳辐射强烈，说明云层薄，大气透明度高，故③正确；四天中，第2、3两天太阳能辐射弱，说明大气削弱作用强，云层较厚，可能为阴雨天气，因此可能经历降水过程，故④正确。正确的有③和④，答案选择D。

11．结合第二小题结论，四天内趋于可能经历降雨过程，该区域为我国新疆地区，降水集中在5-6月，主要是5月气温回升快，冰雪融化，蒸发量大，阴雨天气较多，因此可能出现在6月1日前后，故B正确；4月气温尚未回升，阴雨天气可能性较小，故A错误；冬半年新疆地区气温低，且太阳辐射弱，故CD错误。答案选择B。

《干旱区地理》是由中国科学院主管，中国科学院新疆生态与地理研究所与中国地理学会联合主办，是我国干旱区地理学领域具有重要影响力的学术期刊。该刊始终坚持严谨的学术规范和较高的同行评审标准，在干旱区自然地理过程、资源环境演变及区域可持续发展等研究方向具有较强的学术指导作用。

论文《阿克达拉大气本底站地表辐射收支特征》以阿克达拉大气本底站为研究对象，围绕区域地表辐射收支过程开展系统分析。研究基于连续观测资料，对地表辐射收支特征及其变化规律进行了深入探讨，揭示了该区域地表辐射过程的主要特征及其内在机制。相关成果在一定程度上丰富了干旱区地表过程研究的理论认识，也为区域气候环境研究及相关观测评估工作提供了科学参考。

第9题 截取了上图5月31日-6月3日部分

第10题由阿克达拉大气本底站一次降雨过程地表辐射收支变化特征与过去一小时降水量以及对应时间的地表反照率（图4）可知，晴天（2022年6月3日），太阳总辐射呈光滑的单峰型曲线，由于降水过后空气中杂质变少，且天空无云，降雨后的晴天太阳总辐射日曝辐量为31.24MJ·m^-2。少云天气，云量对太阳辐射的削弱使太阳总辐射降低，日曝辐量分别为28.23MJ·m^-2（5月29日）和24.61MJ·m^-2（5月30日）。由于 5月31日出现降雨时间接近傍晚，因此降雨对太阳总辐射的影响较小，日曝辐量为24.50MJ·m^-2（5月31日），日间降雨的降雨日日曝辐量分别8.59MJ·m^-2（6月1日）和13.00MJ·m^-2（6月2日）。

一次降雨过程前后太阳总辐射辐射强度表现为晴天>少云>雨天。降雨后地面湿度增大，地面反射短波辐射变小，雨后随着地面水分蒸发，地面湿度变小，地表反照率又开始回升，表现为晴天>少云>雨天，晴天日曝辐量为7.71MJ·m^-2（6月3日），少云天气日曝辐量为7.82MJ·m^-2（5月29日）和6.89MJ·m^-2（5月30日），雨天日曝辐量分别为6.81MJ·m^-2（5月31日）、1.62MJ·m^-2（6月1日）和2.39MJ·m^-2（6月2日）。

大气逆辐射在降雨过程中变化幅度较小，降雨对大气逆辐射起到增强作用，最大值出现在降雨时（6月1日1:00），为383.46W·m^-2。同时雨后晴天空气洁净，天空云量较少，大气逆辐射减弱，出现最小值269.17W·m^-2（6月3日4:00）。地面长波辐射受地表温度影响，降雨时地面长波辐射变化较小且受到削弱，降雨前5月29日日曝辐量最大为40.38MJ·m^-2，6月2日降雨日日曝辐量最小，为33.48MJ·m^-2。

降雨过程净辐射的白天日变化与太阳总辐射基本一致，辐射强度表现为晴天>少云>雨天；辐射强度夜间则表现为雨天>少云>晴天，值在-90.49~545.65W·m^-2之间。这是由于大气对地面具有保温作用，在雨天或少云时，云的逆辐射作用使地表能量损失较少，因此净辐射较大，同时晴朗无云的晴天，地表损失的能量更多，净辐射越小。

降雨前多云天气（5月29—30日）时，地表反照率日变化曲线呈对称的“U"型；5月31日至6月2日降雨，地面土壤湿度湿度增大，地表反照率削弱，整体低于雨前，6月2日雨天地表反照率出现最小值0.16；雨后晴天地表反照率的日变化曲线呈现先低后高。

第11题 结合太阳辐射大于0，第1天和第4天中，在一天的比例较高，推测更可能在6月。

中国气象局阿克达拉区域大气本底站BSRN基准辐射站位于新疆阿勒泰地区福海县境内，地理位置是87°58‘00“E，47°06’00"N，海拔高度为562.0米，站址四周50 km内为冲积平地和戈壁，所在区域为典型的大陆性温带干旱、半干旱气候。观测要素包括太阳直接辐射、太阳总辐射、太阳散射辐射、反射辐射、大气长波辐射、地面长波辐射、太阳紫辐射、日照时数（用直接辐照度计算获得）和净辐照度（由总、反、大气和地面辐照度计算获得）。

基准辐射网络（BSRN）的目标是以高采样率长期对短波和长波辐射进行高质量观测。整个 BSRN 网络中的数据用于：

1. 使用目前可用的优质方法监测短波和长波辐射成分及其变化。

2. 验证和评估基于卫星的地表辐射通量。

3. 校准基于卫星的地面辐射预算监。

4. 测地球表面辐射通量的区域趋势