大气受热过程是理解地球气候系统、天气现象及能量平衡的基础，其核心在于太阳辐射、地面辐射与大气辐射之间的能量传递与转化，以下从能量来源、传递环节、关键过程及影响因素等方面，通过思维导图的形式展开详细阐述，并结合表格梳理核心知识点。
太阳辐射是地球大气能量的根本来源,其中波长较短的可见光（约0.4-0.76微米）占比最大（约50%），其次是红外线和紫外线，太阳辐射穿过大气层时，约19%被大气吸收（臭氧吸收紫外线、水汽和二氧化碳吸收红外线），约30%被云层和地面反射回宇宙，剩余约51%被地面吸收，使地面增温，地面吸收太阳辐射后，以长波辐射的形式向大气传递能量，这是大气增热的直接热源。
大气受热过程的关键环节包括“大气对太阳辐射的削弱作用”和“大气对地面辐射的保温作用”，前者主要通过三种方式实现：一是大气的吸收作用，臭氧、水汽、二氧化碳等选择性吸收特定波长辐射；二是大气的散射作用，空气分子和微小颗粒将太阳辐射向四面八方散射，使天空呈蓝色（短波散射更强）；三是大气的反射作用，云层尤其是厚云能反射大量太阳辐射，削弱到达地面的太阳辐射强度，后者则表现为大气中的二氧化碳和水汽等能强烈吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热量返还给地面，对地面起到保温作用，使地球表面平均温度保持在15℃左右，若无此效应，地表温度将降至-18℃。
影响大气受热过程的主要因素包括纬度、下垫面性质和天气状况，纬度决定太阳高度角和太阳辐射的分布，低纬度地区太阳辐射强，地面增温明显；高纬度地区反之，下垫面性质通过反射率影响辐射吸收，如冰雪反射率高（可达80%-90%），导致地面增温慢；海洋反射率低（约10%），且比热容大，增温慢但保温性强，天气状况中，云量多少直接影响太阳辐射的削弱程度，阴天时云层厚，太阳辐射到达地面的量少，地面温度较低；晴天则相反。
以下表格总结大气受热过程中的核心能量传递环节及作用：
| 环节 | 能量形式 | 作用主体 | 关键过程 | 对地面的影响 |
|---|---|---|---|---|
| 太阳辐射到达地球 | 短波辐射（可见光为主） | 太阳→大气层→地面 | 部分被反射、吸收，剩余被地面吸收 | 提供根本能量，使地面增温 |
| 地面辐射 | 长波辐射（红外线为主） | 地面→大气 | 大气中的水汽、CO₂等吸收地面辐射 | 大气增热的直接热源 |
| 大气逆辐射 | 长波辐射 | 大气→地面 | 大气将吸收的能量以逆辐射形式返还地面 | 起保温作用，维持地表适宜温度 |
| 大气对太阳辐射的削弱 | 短波辐射 | 大气成分（臭氧、水汽等）、云层、气溶胶 | 吸收（特定波长）、散射（改变辐射方向）、反射（云层为主） | 削弱到达地面的太阳辐射，影响昼夜温差 |
大气受热过程还与人类活动密切相关,工业排放导致二氧化碳浓度增加，加剧大气逆辐射，可能引发全球变暖；城市热岛效应则因下垫面性质改变（混凝土、沥青增多，反射率降低）和人为热释放，使城市温度高于周边郊区，理解这一过程有助于预测天气变化、分析气候成因及制定环境保护策略。
相关问答FAQs
Q1：为什么阴天昼夜温差比晴天小？
A：阴天时，云层厚，白天对太阳辐射的反射和削弱作用强，到达地面的太阳辐射少，地面增温幅度小；夜晚大气逆辐射强，保温作用显著，地面降温慢，阴天昼夜温差较小，而晴天白天太阳辐射到达地面多，增温快；夜晚大气逆辐射弱，保温作用差，地面降温快，昼夜温差大。
Q2：大气中的温室气体（如CO₂）如何影响大气受热过程？
A：温室气体对太阳短波辐射吸收较弱，使其能够到达地面；但对地面长波辐射吸收能力强，并通过大气逆辐射将热量返还给地面，从而减少热量散失，起到类似“温室”的保温作用，当大气中温室气体浓度增加时，大气逆辐射增强，导致地表温度上升，可能引发全球变暖等气候问题。
