5.3太阳辐射课件

1、第三节,太阳辐射,地球上得到的太阳辐射总功率181016W, 是地球上最主要的能源。,假设太阳功率是恒定的 地球上任意地点、任意时间收到的太阳辐射 取决于: 日地距离、光线直射与否、地理纬度、 日期、时间。,一、太阳常数 （ ）：,定义: 在大气上界日地平均距离 处，与日光垂直的平面上，单位面积单位时间所接收到的太阳辐射能(积分辐照度)。,WMO, 1981,二、大气上界太阳辐射 太阳辐射的理论分布取决于地球的天文位置,根据太阳常数可以求出太阳有效温度,太阳色温,蓝绿光,Tc=6037K,rs为太阳半径,Te=5777K,d0,1、日地距离为 d 时，与日光垂直单位面积上的太阳积分辐照度 ：,

2、d0,d,大气上界（无大气时） 天文辐射,地球轨道偏心率订正因子,太阳高度角h ：入射光线与地平面的交角。 太阳天顶角：太阳高度角的余角,h,2、某地太阳高度角为 h 时,地面上单位面积收到的太阳辐射能,A,C,B,地理纬度,太阳赤纬,时角,h 依赖于：日期、时间、纬度,P89 公式5.4.12,3、天球坐标,天球:假想的一个球, 是地球的无限扩大。以观测者为中心，所有的天体在上面定位、运动。,天轴:即地轴，天球北极即地球北极。 天球赤道：地球赤道 赤纬圈：与天球赤道平行的小圈。 赤经圈：过天极与天球赤道垂直的大圈。,太阳赤纬：太阳一年中在黄道面上运行，春分时赤纬为0度，夏至时为23.5度，秋

3、分时为0度，冬至时为23.5度。,黄道平面：天文学上把太阳在天球上的周年视运动轨迹，称为“黄道”，也就是地球公转轨道面在天球上的投影。,地平坐标系,地平经圈：通过天顶和天底与地平圈垂直的大圈。,天顶：头顶方向. 天底：脚底方向。,地平圈：地球上某处的地平面。 （地平纬圈）,天体高度角h: 地平纬度。即该天体与天球球心的连线与地平面的交角。,天极：地轴与天球的交点。,太阳高度角,时角：赤经圈和子午圈的交角即为时角。 正午时的时角为0。 自子午圈起向西为正，向东为负。,时角,子午圈：过天顶和天底的赤经圈。 称为零度赤经圈。,时角和时间的关系：,T=24h,某一天的时角随时间的变化,球面三角形基本公

4、式,球面上由大圆弧组成的球面三角形，其三边用大圆弧所对应的弧度数来表示，两边的夹角也用弧度表示 (如图) ZPS,cosZS=cosZPcosPS+sinZPsinPScosZPS,ZS=/2-h, ZP= /2-, PS= /2-,太阳赤纬变化范围+23.5（夏至日） -23.5（冬至日）。 时角当太阳在子午面（正午）时为零，一日之中变化2。,当没有大气时，地表面任一时间、地点的太阳辐照度为,由当地纬度、天文年历查出、数值，即可得到任一地点、任一时刻，单位水平面上，单位时间的太阳辐射能。,一日之中，赤纬可视为常数，如令,则,A、B为常数。日中时=0，cos=1,S0为最大；日出日落时，h=0，S0=0,其日变化的振幅由B值决定，即决定于cos.,日出日落时的太阳时角0可以由sinh=0得到,h=0: 日出日落时太阳高度角。,某地某天的日照时间？辐射日总量？,计算某地(30N)上空(夏至和冬至)太阳辐射日总量