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【汇旺担保】太阳辐射

admin

10月 8, 2022

[拼音]:taiyang fushe

[英文]:solar radiation

太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。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二十亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉。

到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。

太阳辐射通过大气,一部分到达地面,称为直接太阳辐射;另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间,另一部分到达地面,到达地面的这部分称为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳辐射通过大气后,其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多,在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹,在可见光谱区减少至40%,而在红外光谱区增至60%。

天文太阳辐射量随地球纬度和时间而变化。任一纬度和任一时刻的天文太阳辐射强度可用下式表示:

式中I为太阳辐射强度;I0为太阳常数;ρ为某时刻日地距离与平均日地距离的比值;φ为地理纬度;δ为太阳赤纬;ω为太阳时角。

某纬度上每日的天文太阳辐射总量可用下式表示:

式中Q为天文太阳辐射总量;T 为一昼夜时间;ω0为日没的时角。

在地球大气上界,北半球夏至时,日辐射总量最大,从极地到赤道分布比较均匀;冬至时,北半球日辐射总量最小,极圈内为零,南北差异最大。南半球情况相反。春分和秋分时,日辐射总量的分布与纬度的馀弦成正比。南、北回归线之间的地区,一年内日辐射总量有两次最大,年变化小。纬度愈高,日辐射总量变化愈大。

到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状,只有在低纬度地区受到破坏。在赤道地区,由于多云,年辐射总量并不最高。在南北半球的副热带高压带,特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。(见图)

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