太阳直接辐射计算导则 1 范围 本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用范围，以及对计算结果的检验要求。 本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 33698—2017 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 34325—2017 太阳能资源数据准确性评判方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射 direct radiation 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为°，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射 direct normal radiation 与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。
[GB/T 31163—2014，定义] 3.3 水平面直接辐射 direct horizontal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 [GB/T 31163—2014，定义] 3.4 散射辐射 diffuse radiation；scattering radiation 太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义] 3.5 [水平面]总辐射 global [horizontal] radiation 水平面从上方2π立体角（半球）范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。 注：改写GB/T 31163—2014，定义。 3.6 地外太阳辐射 extraterrestrial solar radiation 地球大气层外的太阳辐射。 [GB/T 31163—2014，定义] 3.7 辐照度 irradiance 物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。 注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 [GB/T 31163—2014，定义] 3.8 辐照量 irradiation 曝辐量 radiance exposure 在给定时间段内辐照度的积分总量。 注1：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。 注2：1 kWh/m2= MJ/m2；1MJ/m2≈ kWh/m2。
高中地理知识点复习：太阳辐射对地球的影响 、单选题 读中国年太阳辐射总量丰富区与贫乏区分布图，完成 1～2 题 1．图中年太阳辐射总量丰富区的形成原因是 A ．年均温高 B ．地势高 C ．降水丰富 2．图中年太阳辐射总量贫乏区的形成原因是 A ．多云雾 B ．多晴天 C ．多平原 3．太阳辐射是地球上的能量源泉，下列叙述不正确的是 A ．太阳辐射巨大的能量来自太阳内部的核聚变反应 B ．太阳辐射的空间分布规律是从低纬向高纬递减 C ．煤炭、石油、天然气是地质时期储存的太阳能 D ．太阳辐射能量主要集中在波长较短的紫外光区 4．下列辐射属于短波辐射的是 图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图，箭头反映了能量传递的方向及大小（粗 细） ,读图回答 5～7 题（注：大气透明度往往与大气密度、天气有关 ） A ．太阳辐射 B ．地面辐射 C ．大气辐射 D ．大气逆辐射 D ．距海远 D ．多高原 5．①⑤两箭头传递的能量方向及大小相同 说明甲、 乙两地 A ．纬度相当 B ．海拔相当 C ．距海远近相同 D ．大气透明度相近
6．近地面大气温度随高度升高而递减，主要影响因素是 A ．①⑤ B ．②⑦C．③⑧ D ．④⑥ 7．霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚，主要是因为此时 A ．地面辐射弱B．太阳辐射强C．大气反射强D．大气逆辐射弱 该图是“我国到达地面的太阳辐射量分布图”，读图完成8～9 题 8．图中太阳辐射丰富区丰富的共同原因有 ① 纬度低② 海拔较高③ 云量少，晴天多④ 上空臭氧少 9．太阳能作为一种新能源，在未来的经济发展中意义非凡，关于我国太阳能分布的叙述，正确的是 ① 我国太阳能丰富区与经济发达区不一致②我国经济发达地区不但缺少常规能源，也缺 少像太阳能这样的新能源③ 我国太阳能最贫乏地区是经济最发达的地区④由于太阳能 分散，利用技术难度大，在可预见的未来，不可能成为最主要的常规能源 A ．①② B ．③④C．②③ D ．①④ 成语“蜀犬吠日”是指四川盆地的狗不常见太阳，看到太阳后就觉得奇怪，就要叫。据此完成10～11 题 10．对于“蜀犬吠日”这种现象解释最合理的是 A ．四川气候湿润，地形封闭，云雨天气多，对太阳的辐射削弱作用强B．四川盆地纬度低，光照时间短 C．四川盆地海拔低，距离太阳遥远，得到的太阳辐射少D．四川盆地地势低，周围的山地高原遮挡了较多的太阳辐射 11 ．下列说法正确的是 A ．太阳辐射的能量主要集中在红外光波段 B．“蜀犬”看到的太阳实际是太阳的光球层 C．太阳能量主要来自于内部核裂变 A ．① ② B ．③ ④C．② ③ D ．① ④
影响太阳辐射强弱的因素分析 JGSLJZ 【知识归纳】 太阳辐射强度是指到达地面的太阳辐射的强弱。大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用，大大削弱了到达地面的太阳辐射。但尚有诸多因素影响太阳辐射的强弱，使到达不同地区的太阳辐射的多少不同。影响太阳辐射强弱的因素主要有以下四个因素。 1．纬度位置 纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就多；反之，则少。这是太阳辐射从低纬向高纬递减的主要原因。 2．天气状况 晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。如赤道地区被赤道低压带控制，多对流雨，而副热带地区被副高控制，多晴朗天气，所以赤道地区的太阳辐射要弱于副热带地区。 3．海拔高低 海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。 4．日照长短 日照时间长，获得太阳辐射强；日照时间短，获得太阳辐射弱。如我国夏季南北普遍高温，温差不大，是因为纬度越高的地区，白昼时间长，弥补了因太阳高度角低损失的能量。 【典例精析】 1.读“太阳辐射光谱示意图”，下列因素中与A区（大气上界太阳辐射与地球表面太阳辐射差值）多少无关的是（） A．云层的厚薄B．大气污染程度C．大气密度D．气温 【解析】云层的厚薄、大气污染程度以及大气密度都会影响大气透明度进而影响到达地面的太阳辐射的多少。 【答案】D 2.辐射差额是指在某一段时间内物体能量收支的差值。读“不同纬度辐射差额的变化示意图”，若只考虑纬度因素，则a、b、c三地纬度由高到低的排列顺序为（）
我国太阳辐射分布详解 我国西部太阳能的年总辐射约为140－200 Kcal/cm2·year，高于东部的80－160Kcal/cm2·year；我国东部、北部地区的年总辐射约为120－160 Kcal/cm2·year，高于南部地区的80－120 Kcal/cm2·year；我国三分之二以上的地区的年日照时数达2000小时，年总辐射大于140 Kcal/cm2?year，应用太阳能空调的前景很好。 特点：1。太阳能资源最好的地区和最差的地区，都分布在北纬22°～35°区域内。尤其是青藏高原，是我国太阳能资源最理想的地区，年辐射量达180～200Kcal/cm2·year。而四川盆地由于处在南北两股暖冷气流交汇处，云雨天气多，形成太阳能资源的低值中心。 2。在北纬30°～40°之间，太阳能资源随纬度增加而增加。 3。北纬40°以上，太阳能资源自东向西逐渐增加。 4。新疆地区太阳能资源分布由东南向西北逐渐减少。 5。台湾地区太阳能资源由东北向西南逐渐增加，海南岛太阳能资源和台湾基本相当。 太阳能利用潜力巨大太阳能资源按日照时间和太阳能辐射量的大小，大致上可分为五类。甘肃省大部分地区属于一、二类地区，太阳辐射比较丰富，平均年日照时间在２３００—２７００小时。有专家测试，在相同水量和温度的前提下，兰州市夏季每天每平方米所接受的太阳热量相当于４千瓦时电转化的热量，冬季则大约相当于２千瓦时到３千瓦时电。 其实这个太阳能的能源分布是有表格的.国内最好的是西藏,青海,最差的是四川,贵州一部 太阳辐射能量不仅具大，对于我们的生产和生活有着非常重要的影响，目前被人类利用的能量几乎都是直接或者间接来自太阳辐射的能量。所以了解和认识我国太阳辐射能分布规律对于充分利用太阳能和指导工农业生产有着重要意义。太阳辐射能分布是影响农业生产光照热量条件的重要因素，也是考试重要的知识点，因此在知识上我们既要了解太阳辐射的分布规律又要会分析太阳辐射分布不同的原因。 一、我国太阳辐射能时空分布规律 1、就时间而言，我国大部分地区们于北半球的中纬度，夏季太阳高度角大光照时间长，各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。 2、就空间而言，我国太阳辐射能分布大体上东南向西北递增。 大体上的界线，从大兴安岭向西南，，经北京西侧，兰州，昆明再折向北到西藏南部，这一条线以西、以北广大地区，太阳辐射特别丰富。 二、影响太阳辐射差异的原因分析 影响太阳辐射的因素主要包括纬度高低、地形地势、气候气象条件等方面。我们结合中国太阳年辐射总量的分布图来仔细分析贫乏区、可利用区、较丰富区、丰富区的差异的原因。整体上来看，在我国西部地区由南向北，由青藏高原丰富区向北到新疆中北部地区较丰富区过渡，体现了由于太阳高度的大小关系，太阳年辐射总量由低纬向较高纬度递减规律；东部地区从沿海地区向内陆地区，太阳年辐射总量由可利用区向较丰富区和丰富区过渡，这种和经度地带类似的变化过程，由于距海远近降水多少或者说气候气象条件影响的结果；而几乎在同一纬度地带的青藏高原由于地势较高，空气稀薄形成了丰富区，四川盆地由于盆地地形影响，形成了贫乏区。 具体到太阳年辐射总量高值和低值中心来看，高值和低值中心都处在北纬22º-35º之间，高值的中心在青藏高原，低值的中心在四川盆地。青藏高原能成
太阳直接辐射计算导则 1范围 本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用范围，以及对计算结果的检验要求。 本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 33698 —2017 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 34325 —2017 太阳能资源数据准确性评判方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射direct radiati on 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.11] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5。的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5 °，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射direct no rmal radiati on 与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳岀射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。 [GB/T 31163 —2014，定义5.12] 3.3 水平面直接辐射direct horizo ntal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.13] 3.4 散射辐射diffuse radiati on ；scatteri ng radiati on
太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.14] 3.5 [ 水平面] 总辐射global [horizontal] radiation 水平面从上方2 n立体角（半球）范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。注：改写GB/T 31163 —2014，定义 5.15 。 3.6 地外太阳辐射extraterrestrial solar radiation 地球大气层外的太阳辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.3] 3.7 辐照度irradiance 物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 [GB/T 31163 —2014，定义6.3] 3.8 辐照量irradiation 曝辐量radiance exposure 在给定时间段内辐照度的积分总量。注1：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。 注2： 1 kWh/m2=3.6 MJ/m 2; 1MJ/ni ?0.28 kWh/m2。注3：改写GB/T 31163—2014，定义 6.5 。 3.9 法向直接辐照度direct normal irradiance 与太阳光线垂直的平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 3.10 法向直接辐照量direct normal irradiation 在给定时间段内法向直接辐照度的积分总量。 注：单位为兆焦每平方米（Mj/m）或千瓦时每平方米（kwh/m）。 3.11 水平面直接辐照度direct horizontal irradiance 水平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。 注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 3.12 水平面直接辐照量direct horizontal irradiation 在给定时间段内水平面直接辐照度的积分总量。
大气环境—影响太阳辐射强度的主要因素 一般用太阳辐射中纬度来表示到达地面太阳辐射能量的多少，一个地区的太阳辐射强度受多种因素的影响和制约。 1、太阳高度角 影响太阳辐射强度的最主要因素是太阳高度角。其影响表现在两个方面：一是太阳高度大，等量的光线散布的面积小，光热集中，单位面积获得的太阳辐射能量就多，反之就越少。另一方面，太阳高度角大，太阳经过的大气层的距离短，受到大气的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量就多，反之就越少。 2、云量 云量的多少和云层的厚度对太阳辐射的影响很大，云层越厚，云量越多，对太阳辐射的削弱越多，到达地面的太阳辐射能量就越少，因而晴天比阴天太阳辐射强。 3、地势高低
地势越高，大气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用就弱，太阳辐射强度就越大。反之则越小。 4.日照时间的长短----日照长，辐射强度大 太阳辐射的影响因素有哪些？ 对于某一个具体的场地，太阳辐射强度将取决于诸多因素，这些因素包括大气条件，地球相对于太阳的位置和附近的障碍物等。 （1）大气条件对太阳辐射的影响 地球表面接受的太阳辐射要受到大气条件的影响而衰减，主要原因是由空气分子、水蒸气和尘埃引起的大气散射和由臭氧、水蒸气和二氧化碳引起的大气吸收。在晴朗夏天的正午时刻，大约有70%的太阳辐射穿过大气层直接到达地球表面；另有7%左右的太阳辐射经大气分子和粒子散射以后，也最终抵达地面；其余的被大气吸收或经散射返回空间。 (2)地球相对太阳位置的影响 地球相对于太阳的相对位置可以通过如下几个指标进行考虑： ①太阳高度角。太阳在地平线以上的高度以地平面与太阳光入射线之间的夹角来测量，称为高度角(或仰角)。太阳高度角愈大，太阳辐射强度愈大。因为对于某一地平面而言，太阳高度角低时，光线穿过大气的路程较长，能量衰减得就较多。同时，又因为光线以较小的角度投射到该地平面上，所以到达地平面的能量就较少。反之，则较多。太阳高度角因时、因地而异：一日之中，太阳高度角正午大于早晚；夏季大于冬季；低纬度地区大于高纬度地区。 ②地球到太阳的距离和地球轴的倾斜同样影响到太阳能辐射量。当6～8月份夏天来到北半球时，地球的北半球朝太阳倾斜。夏季白天时间很长，加之有利的地球轴倾斜，造成了夏季与冬季太阳能辐射总量的巨大差别。 ③日地距离。日地距离是指地球环绕太阳公转时，由于公转轨道呈椭圆形，日地之间的距离则不断改变。由于大气对太阳辐射到达地面之前有很大的衰减作用，而这种衰减因又与太阳辐射穿过大气路程的长短有关系。太阳辐射在大气中经过的路程越长，能量损失得就越多；路程越短．能量损失得越少。所以，地球位于近日点时，获得太阳辐射大于远日点。(3)日照时间 太阳辐射强度与日照时间成正比。日照时间的长短，随纬度和季节而变化。 (4)海拔高度 海拔越高，大气透明度越好，所以从太阳投射来的直接辐射量也就越高。 (5)地形、地貌及障碍物的影响 在日常生活中经常会看到如下现象。当上午或下午太阳斜照时，高大的山峰、树林会遮住太阳，房屋、烟囱等建筑物也会挡住阳光。上述现象在冬天就更为突出，冬天时太阳在地球的南半球上空，在北半球的人看上去太阳离地平线的距离较夏天近得多。由于太阳斜射的影响，阳光更容易被地形、地貌及障碍物遮挡。
中国三北地区太阳能资源分布 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区，如表1.1所示 五类地区分布图见图1.1
内蒙古太阳能资源状况： 内蒙古全区太阳能资源的分布自东部向西南增多，以巴彦淖尔市西部
及阿拉善盟最 多，太阳能总辐射量高达6490～6992兆焦耳/平方米，仅次于青藏高原，处我国的第二位。 一年之中，4～9月辐射总量与日照率都在全年的50%以上。特别是4～6月，东南季风还未推 进到内蒙古境内，所以空气干燥，阴云天气少，日照充足。内蒙古大部分年日照时数都大 于2700小时，其中： 1、巴彦淖尔市西部，日照时数为3100—3300小时。 巴彦淖尔市太阳能资源十分丰富，属我国太阳能资源富集区域。全市各地太阳年总辐 射量为198.8-208.5瓦/平方米之间，由东向西逐步增多。其中，杭锦后旗、五原为200-204 瓦/平方米之间，临河、乌中旗200瓦/平方米。各月总辐射的高值在5、6、7月，其次为8月 、4月和9月，其中5月达到极高值。5、6、7月的太阳高度角为一年中最高的时候，而5月是 降水量最少的月份，此时的云量少，晴天多，日照足，因而辐射强烈;6、7月份随云量和降 水天气的逐渐增多，总辐射量有所下降;8月为降水量多的时期，且日照时数也减少，辐射进一步减弱，其他月份由于太阳高度角低，日照时间短，比5月平均少30小时以上。
青海省位于青藏高原东北部，境内80%以上地区海拨高度3000m。大气层相对稀薄，目 光透过率高，加之气候干旱，降雨量少，无霜期长，云层遮蔽率低，故太阳能辐射资源十 分丰富。其特征为：一是年日照时间长，全省各地年日照时间达2300～3650h，年平均日照 率达60%～80%;二是光辐射强度大，省内各地的辐射总量达586×104～754×104kJ/m2·h。 三是直接辐射比例高。境内西、北部地区一般超过60%，全省直接辐射年平均值为419× 104kJ/m2·h以上。 新疆太阳能资源状况： 新疆水平表面太阳辐照度年总量为5×105～6.5×105 J / (cm2·a)，年平均值为5.8 ×105J/(cm2·a)，年总辐射量比同纬度地区高10%～15%，比长江中下游高15%～25%，仅次 于青藏高原，居全国第二位。太阳辐射峰值出现在东疆和南疆东部一带，最低值出现在博 州、阿尔泰和天山北麓部分地区，年总辐照度的区域分布大致是由东南向西北不均匀递减 。东南部太阳总辐照度多在5.8×105J/(cm2·a)以上，西北部均为5.2×105 J/(cm2·a)。
太阳辐射的特性 昼夜是由于地球自转而产生的，而季节是由于地球的自转轴与地球围绕太阳公转的轨道的转轴呈23°27′的夹角而产生的。地球每天绕着通过它本身南极和北极的“地轴” 自西向东自转一周。每转一周为一昼夜，所以地球每小时自转15°。地球除自转外还循偏心率很小的椭圆轨道每年绕太阳运行一周。地球自转轴与公转轨道面的法线始终成23．5°。地球公转时自转轴的方向不变，总是指向地球的北极。因此地球处于运行轨道的不同位置时，太阳光投射到地球上的方向也就不同，于是形成了地球上的四季变化（见下图）。每天中午时分，太阳的高度总是最高。在热带低纬度地区（即在赤道南北纬度23°27′之间的地区），一年中太阳有两次垂直入射，在较高纬度地区，太阳总是靠近赤道方向。在北极和南极地区（在南北半球大于90°~23°27′），冬季太阳低于地平线的时间长，而夏季则高于地平线的时间 长。 由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，因此太阳与地球之间的距离不是一个常数，而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随日地间距离不同而异。然而，由于日地间距离太大（平均距离为1.5 x 108km），所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用所谓“太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时，在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。近年来通过各种先进手段测得的太阳常数的标准值为1353w／m2。一年中由于日地距离的变化所引起太阳辐射强度的变化不超过上3.4％。 2.2 到达地面的太阳辐射 太阳照射到地平面上的辐射或称“日射”由两部分组成——直达日射和漫射日射。太阳辐射穿过大气层而到达地面时，由于大气中空气分子、水蒸气和尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射，不仅使辐射强度减弱，还会改变辐射的方向和辐射的光谱分布。因此实际到达地面的太阳辐射通常是由直射和漫射两部分组成。直射是指直接来自太阳其辐射方向不发生改变的辐射；漫射则是被大气反射和散射后方向发生了改变的太阳辐射，它由三部分组成：太阳周围的散射（太阳表面周围的天空亮光），地平圈散射（地平圈周围的天空亮光或暗光），及其他的天空散射辐射。另外，非水平面也接收来自地面的反射辐射。直达日射、漫射日射和反射日射的总和即为总日射或环球日射。可以依靠透镜或反射器来聚焦直达日射。如果聚光率很高，就可获得高能量密度，但却损耗了漫射日射。如果聚光率较低，也可以对部分太阳周围的漫射日射进行聚光。漫射日射的变化范围很大，当天空晴朗无云时，漫射日射为总日射的10％。但当天空乌云密布见不到太阳时，总日射则等于漫射日射。因此聚式收集器采集的能量通常要比非聚式收集器采集的能量少得多。反射日射一般都很弱，但当地面有冰雪覆盖时，垂直面上的反射日射可达总日射的40％。 到达地面的太阳辐射主要受大气层厚度的影响。大气层越厚，对太阳辐射的吸收、反射和散射就越严重，到达地面的太阳辐射就越少。此外大气的状况和大气的质量对到达地面的太阳辐射也有影响。显然太阳辐射穿过大气层的路径长短与太阳辐射的方向有关。参看下图，A为地球海平面上的一点，当太阳在天顶位置S时，太阳辐射穿过大气层到达A点的路径为OA。城阳位于S点时，其穿过大气层到达A 点的路径则为0A。 O，A与 OA之比就称之为“大气质量”。它表示太阳辐射穿过地球大气的路径与太阳在天顶方向垂直入射时的路径之比，通常以符号m表示，并设定标准大气压和O℃时海平面上太阳垂
太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。 太阳常数 太阳辐射通过星际空间到达地球表面。当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)
表示，单位为（W/m2）。太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计了名为“地球辐射平衡”的课题，其中一个重要项目就是对太阳辐射进行长期监视。这些观测数据将对进一步了解大气物理过程及全球气候变迁的原因有很大帮助。1981年世界气象组织推荐的太阳常数值Rsc=1367±7（W/m2），通常采用1367W/m2。 二、太阳辐射在大气中的衰减 太阳辐射通过大气层后到达地球表面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的辐射不能完全到达地表面。图2.4最下面的实曲线表示太阳辐射通过大气层被吸收、散射、反射后到达地表的太阳辐射光谱。
太阳直接辐射计算导则 1 围 本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用围，以及对计算结果的检验要求。 本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。 2 规性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 33698—2017 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 34325—2017 太阳能资源数据准确性评判方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射 direct radiation 从日面及其周围一小立体角发出的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.11] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射direct normal radiation 与太线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。 [GB/T 31163—2014，定义5.12] 3.3 水平面直接辐射direct horizontal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.13] 3.4 散射辐射diffuse radiation；scattering radiation 太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.14] 3.5 [水平面]总辐射global [horizontal] radiation
一、太阳辐射强弱的影响因素 1．纬度位置：纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。这是太阳辐射从低纬向两极递减的原因之一。 2．天气状况：晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。 3．海拔高低：海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。 4．日照长短：日照时间长，获得太阳辐射强，日照时间短，获得太阳辐射弱。夏半年，高纬地区白昼时间长，弥补太阳高度角低损失的能量。 二、为何青藏高原太阳辐射强，气温却很低 一个地区获得的太阳辐射的多少，与该地区的纬度位置、海拔高度和大气状况有关。一般是，太阳高度角愈大（纬度愈低）、太阳辐射经过大气的路程愈短（海拔愈高）、被大气削弱的愈少，到达地面的太阳辐射就愈多；反之，则愈少。 青藏高原太阳辐射强的原因 1.青藏高原纬度较低，太阳高度角较大； 2.海拔最高，太阳辐射到达地面前通过大气层的光程较短； 3.高原上大气的密度较小（空气稀薄），大气中的水汽、固体杂质含量较少，云量少，大气透明度好。上述原因，使得太阳辐射的折射、散射和吸收作用大大减弱，从而使太阳辐射增强；夏季时也比其他地区晴天多，日照时间长。 青藏高原气温低的原因 1.由于青藏高原海拔高，高原上空气稀薄，大气层中云量少，大气逆辐射少，大气的保温作用却很差，不能很好地保存地面辐射的热量， 2. 加以高原上风速较大，更不利于热量的积累和保持，所以，即使是夏季，青藏高原大部分地区的平均气温也很低，是我国夏季平均气温最低的地区。 所以，青藏高原是我国太阳年总辐射最高的地区，也是我国夏季太阳辐射强烈的地区。
地球表面太阳光波长以及分布 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。太阳辐射经过整层大气时，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。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(全球平均45%)，在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹(0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收),仅剩3%左右，在可见光谱区减少到44％，而在红外光谱区增至53％。详见附图。 另外地球大气上界的太阳辐射光谱：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（波长0.4～0.76微米），7％在紫外光谱区（波长<0.4微米），43％在红外光谱区（波长>0.76微米），最大能量在波长0.475微米处。在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为0．295～2．5微米。 减反射膜的厚度经过特殊设计，刚好为入射光的波长的四分之一。计算过程如下，对于折射率为n1薄膜材料，入射光波长为λ0，则使反射最小化的薄膜厚度为d1： d1=λ0/4n1尽管，通过上面的公式，选用相应厚度、折射率膜和相应波长的光，能使反射的光减少到零，但是每一种厚度和折射率只能对应一种波长的光。在光伏应用中，人们设计薄膜的厚度和反射率，以使波长为0.6μm的光的反射率达到最小。因为这个波长的能量最接近太阳光谱能量的峰值。 如果减反射膜的折射率为膜两边的材料的折射率的几何平均数，反射将被进一步降低。即 如果镀上多层减反射膜，能减少反射率的光谱范围将非常宽。但是，对于多数商业太阳能电池来说，这样的成本通常太高。
一、中国太阳能直接辐射的计算方法 ()1bS a Q S +='（1） () 211111S c S b a Q S ++='（2）⊙ ()n c S b a Q S 2122++='（3） S ′为直接辐射平均月（年）总量；Q 为计算直接辐射的起始数据，可采用天文总辐射S 0，理想大气总辐射，Q i ,晴天总辐射Q 0来表示。a ，b ，a 1，b 1，c 1，a 2，b 2，c 2为系数。n 为云量。S 1为日照百分率。 相关系数的计算公式： ()() ()() ()()∑∑∑∑∑∑∑∑∑=========?? ? ??-?? ? ??--= ----= n i n i i i n i n i i i n i n i n i i i i i n i i i n i i i y y n x x n y x y x n y y x x y y x x r 12 12 12 121 1 1 1 2 21 考虑到大气透明度，则有 ()()n c S b a P P P Q n c S b a P P P Q S i m i 2122cos cos sin sin 1 2122++=++='+海 年海 年δ ?δ?（4） 其中m 为大气质量： δ ?δ?cos cos sin sin 1 sinh 1+== Θm 其中，φ为测站的纬度；δ为赤纬角，取每月15日的赤纬值作为月平均值；时角ω统一取中午12时，则ω=0，cosω=1；年P 为测站的年平均气压，P 海为海平面气压，P 海=1013.25mp ，海年P P 为对大气质量进行的高度订正。 对于a 2的计算： 当测站的海拔H≥3000m 时，a 2=0.456； 当H≤3000m 是，若年平均绝对湿度E ≤10.0mb ，则 F a ?-=00284.0688.02 否则F a ?-=01826.07023.02，其中F 为测站沙尘暴日数与浮尘日数之和。 对于（4）式中，系数之间的关系式为 { 011.1039.02222=+-=+b a c a
精心整理一、单项选择题 地—气系统(大气和地面)吸收太阳短波辐射(能量收入)，又向外发射长波辐射(能量支出)，能量收支的差值，称为辐射差额。下图为“沿海某地多年平均辐射差额的月份分配图”。读图，回答1～2题。 1 A． 2 A B C D 午后 3 A B C D．位于150°E，昼长14小时左右 4．据图判断() A．16点地面吸收的太阳热量最多 B．地面一天中随时都在散失热量 C．气温最低时是地面散失热量最多的时刻
D．白天地面吸收的热量始终大于散失的热量 下图是“M、N两地太阳辐射的年变化示意图”。完成5～6题。 5．M地最可能位于() A．赤道B．回归线 C．极圈D．极点 6．5～7月如果N地获得的太阳辐射较低，最主要的原因可能是() A C (一月)8题。7．·日) A B C D 8 ( A．①②B．①③C．②③D．①④ 亚太经济合作组织(简称APEC)是亚太地区最具影响力的经济合作官方论坛，APEC 会议于2014年11月5日至11日在北京召开。下图为圣地亚哥(33°26′S,70°40′W)、海参崴(43°10′N,131°50′E)、巴厘岛(8°S,107°E)、北京(40°N,116°E)四个举办过
APEC会议的地区气候资料。读图回答9～10题。 9．四地区中最可能表示北京的是() A．①B．②C．③D．④ 10．造成③地区日平均日照时数5月和7月差异的主要因素是() A．太阳高度B．白昼长度 C．天气状况D．地面反射率 读“ 11～ 11 A B C D 12 A B C D 13 (1)A地太阳辐射强度明显高于其他地区，主要是因为________较高。 (2)上海的年太阳辐射总量低于旧金山，其最主要因素是() A．纬度B．洋流 C．大气环流D．地形 (3)A、B、C、D四处太阳辐射季节变化量小的是________________。 (4)根据所学知识阐述人类活动对太阳辐射有哪些影响？
太阳辐射.
太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。
太阳常数 太阳辐射通过星际空间到达地球表面。当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)表示，单位为（W/m2）。太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计
我国太阳辐射减弱研究进展 摘要：本文综述了近40年我国太阳辐射变化，主要是减弱变化的研究结论。研究表明，虽然多年间太阳辐射值有所波动，但总体呈现下降趋势。太阳辐射的减弱主要由于云、臭氧以及大气气溶胶等的作用。排除云层厚度等的影响，近30年来中国的大部分地区的太阳直接辐射和总辐射能减弱，青海、贵州、四川、甘肃和长江中游地区最为明显。大气气溶胶含量增加，使得散射辐射比例增强，太阳总辐射持续下降，这将对农业生产产生重要影响。 关键词：太阳辐射；遮荫；云量；气溶胶；农作物生产 1引言 当前，太阳辐射减弱所引起环境效应受到了人们的广泛关注。近年来，中国地区大气气溶胶的浓度、大气浑浊度及灰霆日数增加导致到达地表的太阳辐射呈现降低趋势，其中长江三角洲地区的降低较为明显。 到达地表的太阳辐射是地球生命的能量来源，是决定气候形成和环境变化的重要因子[21]。近年来，我国工业化进程加快，大气污染物排放显著增加，导致大气气溶胶浓度及雾 霆日数与日俱增，最终将导致这些地区到达地表的太阳辐射呈减少趋势[23]。2961一1990年间，全球到达地表的太阳辐射每年减少2.3%[22]。从20世纪50年代到90年代，我国日光强度每10年就会下降3%一4%，这种趋势在70年代以后愈发明显[22]。其中[1]华东地区在1961一2008年间，每十年下降2.05w/m2。不断降低的太阳辐射将会显著影响我国的生态平衡和农业发展，成为气象环境中新的研究热点问题。 2太阳辐射的变化研究 太阳辐射是地球生态系统的最终能量来源，是决定气候形成及生命活动的重要因子。因此,一直以来有关太阳辐射变化及其影响因素的相互关系是人们关注的热点问题之一[27]。目前普遍认为，1960年代以来全球太阳辐射经历了“变暗”至“变亮”的过程，其中1990年代以前为减弱期，辐射强度平均下降了大约10%[45]；1990年代以后全球太阳辐射上升，出现“全球变亮”趋势，对气候变化产生了重要的影响[23]。 2.1我国太阳辐射的测定 我国近20年煤、石油和天然气等常规能源将在一二百年内面临枯竭，按目前开采速度, 世 界原油将在年后全部耗尽，天然气将在年后耗尽，而煤在年后也将耗尽仁门，一些发达国家未雨绸缪，已开始制定应对传统能源危机的可持续发展战略，研发太阳能、风能等新能源。按年的能源消费总量计算，我国常规能源仅够满足年使用，急需开发太阳能等新能源,以应 对国民经济发展迫切的能源需求，并减缓二氧化碳、甲烷等温室气体排放。为广泛有效利用太阳能,科学评估我国各地区太阳能资源可利用量,必须了解我国太阳辐射精细分布状况。 目前，研究太阳辐射的方法主要有地面台站观测、卫星遥感和数值模拟研究[24]。地面台站 观测具有时间连续的优点，但台站空间分布离散,一般采用地理空间插值的方法弥补，带有 较大的插值误差，尤其是站点稀疏地区。19世纪50年代，研究利用辐射台站资料获得我国太阳辐射分布基本特征，结果表明我国太阳辐射总体特征西高东低，青藏高原是我国太阳辐射最强区域，但其研究空间分布精度较低。近年来，研究以模式为基础结合辐射、气象站点信息，采用参数化、地学空间插值方法获得我国太阳总辐射空间分布状况，空间分辨率有所提高。李晓文等[30]利用台站资料研究表明，我国太阳总辐射和直接辐射呈减小趋势，认为 大气中悬浮颗粒浓度增加是引起部分地区直接辐射量下降的可能原因。在卫星遥感辐射方面，利用我国东南沿海地区探空站的资料，建立晴空状况下卫星测值与大气中各高度太阳直接辐射和散射辐射的统计模式。卫星遥感资料空间分布连续，但时间分布是间断的另外，数据质
自然地理类专题影响太阳辐射的因素答题模板 1.纬度：决定正午太阳高度、昼长： 2.海拔高度：海拔高，空气稀薄，太阳辐射强（举例：我国青藏高原） 3.天气状况：晴天多，太阳辐射丰富（举例：我国西北地区） 4.空气密度 如何描述地形特征答题模板1.地形类型：平原、山地、丘陵、高原、盆地等2.地势起伏状况3.主要地形分布（多种地形条件下）4.重要地形剖面特征（剖面图中） 影响气温的因素答题模板1.纬度（决定因素）：影响太阳高度、昼长、太阳辐射量、气温日较差与年较差（低纬度地区气温日、年较差小于高纬度地区）2.地形（高度、地势）：阴坡、阳坡，不同海拔高度的山地、平原、谷地、盆地（如：谷地盆地地形热量不易散失，高大地形对冬季风阻挡，同纬度山地比平原日较差、年较差小等）3.海陆位置：海洋性强弱引起气温年较差变化4.洋流：暖流：增温增湿；寒流：降温减湿5.天气状况：云雨多的地方气温日、年较差小于云雨少的地方6.下垫面：地面反射率（冰雪反射率大，气温低）；绿地气温日、年较差小于裸地7.人类活动：热岛效应、温室效应等 影响降水的因素答题模板1.气候：大气环流（气压带、风带、季风）2.地形：迎风坡、背风坡3.地势（海拔高度）：降水在一定高度达最大值4.海陆位置：距海远近5.洋流：暖流：增温增湿；寒流：降温减湿6.下垫面：湖泊、河流、植被覆盖状况7.人类活动：改变下垫面影响降水 描述河流的水文特征答题模板 1.流量：大小、季节变化、有无断流（取决于降水特征、雨水补给、河流面积大小）2.含沙量：取决于流域的植被状况3.结冰期：有无、长短4.水位：高低、变化特征（取决于河流补给类型、水利工程、湖泊调蓄作用）5.水能：与地形（河流落差大小，流速快慢）、气候（降水量的多少，径流量、蒸发量的大小）有关 描述河流的水系特征答题模板 1.长度 2.流向 3.流域面积大小4.落差大小（水能）5.河道曲直情况6.支流多少 7.河流支流排列形状：扇形、树枝状等 影响雪线高低的因素答题模板1.降水：当地气候特征情况；迎风坡降水多，雪线低（举例：喜玛拉雅山南坡比北坡雪线低）2.气温：阳坡雪线高于阴坡；不同纬度的温度变化、0℃等温线的海拔的高低 影响山地垂直带谱的因素答题模板1.纬度：山地所处的纬度越高，带谱越简单2.海拔：山地的海拔越高，带谱可能越复杂3.热量（即阳坡、阴坡）：影响同一带谱的海拔高度人文地理类专题城市区位因素分析答题模板【自然因素】1.地形：a.地势平坦、土壤肥沃，便于农耕，有利于交通联系，节约建设投资，人口集中；b.热带地区城市分布在高原上；c.山区城市分布在河谷、开阔的低地2.气候：中低纬地区温暖，沿海地区湿润3.河流：影响当地供水和交通运输4.资源条件（举例：大同、大庆、鞍山、克拉玛依、英国伯明翰、美国芝加哥、南非约翰内斯堡<金矿>） 【社会经济因素】1.交通条件（举例：株洲、石家庄、日本筑波）2.政治因素（举例：合肥、美国华盛顿、巴西巴西利亚）3.军事因素（举例：美国波士顿）4.宗教因素（举例：耶路撒冷）5.科技因素（举例：日本筑波）6.旅游因素（举例：黄山、泰安） 交通运输线路的选线原则答题模板【自然方面】1.地形：a.平坦：对选择限制少；b.起伏大：若需开山、筑洞、架桥，工程难度大，若沿等高线延伸，延长里程；c.河流湍急：不利航运2.地质：a.喀斯特地貌：防塌陷、渗漏；b.地质不稳定：加固地基、避开断层 3.气候：a.公路、铁路：防暴雨、洪涝、冻土、泥石流；b.水运、航空：防大雾、大风4.土地：少占耕地，尤其是良田 【社会经济方面】1.人口：多通过居民点、铁路车站、码头等，使更多人受益。（适用于：地方公路）2.里程和运营时间：修筑桥梁、隧道，缩短里程，以节省运营时间；适当照顾沿线重要经济点。（适用于：国道）3.其他：远离重要文物古迹、注意生态环境保护 农业区位因素分析答题模板【自然因素】1.土地：地形、土壤2.气候：光照、热量、降水、昼夜温差3.水源（灌溉水源） 【社会经济因素】1.市场2.交通 3.国家政策 4.劳动力5.科技：农产品保鲜、冷藏等技术的发展6.工业基础 工业区位因素分析答题模板1.地理位置 2.资源因素：原料、燃料3.农业因素4.交通因素（包括交通便捷程度和信息网络的通达度）：便于物资、人员、信息交流5.市场因素 6.科技因素7.劳动力因素：劳动力价格、素质8.历史因素9.政策因素：国家、地区政策扶持 全面分析地理环境对区域发展的影响答题模板【地理位置】1.经纬度位置2.相对位置 【自然条件】1.农业条件：a.地形（类型、土地类型特征<如：以耕地、林地、草原为主等>、土壤）；b.气候（类型、水热条件、光照、热量等）；c.水资源（多年平均径流总量、河流、湖泊）；d.生物资源（如：气候类型特征有关的生物、农作物特征）2.工业条件：矿产资源（如：海盐、能源等） 【社会经济条件】1.人口（包括：劳动力的素质、质量）2.交通3.市场4.科技5.历史：包括工农业基础6.国家政策区位选择类专题影响水库坝址选择因素答题模板1.坝址在河流、峡谷处或盆地、洼地的出口：口袋形区域有利于建