太阳辐射强度测量

4太阳辐射照度实验（略）

实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计

实验原理：

太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。

仪器的工作原理基于热电效应。在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。

辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。

实验方法：

（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。

（2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。

（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。

（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。

设备参数：

辐射电流表

测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米

显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃

电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80%

重量：小于600克

总辐射表

灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％)

余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2%

温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm

信号输出：0～20mv 非线性：±2％

重量：2.5kg

辐射热计

量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5%

实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。

太阳辐射试验

第六章太阳辐射试验 6. 1 目的和意义 太阳光是以电磁波的形式辐射和传送到地球表面的。地球表面接受到的太阳辐射能量与所处的地理纬度、海拔高度以及时间变化（如年、季节、月、日）有关。 表征太阳辐射强弱的物理量是太阳辐射强度，所谓太阳辐射强度，即垂直于阳光单位黑体表面，在单位时间内吸收的辐射量。在国际上，太阳辐射强度的单位采用瓦/米2（即w/m2）。太阳辐射强度的单位可以是尔格/厘米2 . 分（即e rg/cm2 . min）。在气象和环境试验领域中，常采用卡/厘米 . 分（即Cal/cm2 . min）。 在地球大气的上界，直接太阳辐射强度称为太阳常数。太阳常数的平均值用So表示。由于测量方法、测量仪器不统一，世界各地测得的太阳常数也不一致。 1956年在一次国际会议上规定，全世界一律采用1.90Cal/cm2 . min( 即1331w/m2)的太阳常数。假如大气是绝对透明的介质，那么在地球表面测得的太阳辐射强度应是1.90Cal/cm2 . min 。事实上，大气并非是绝对透明的介质，所以地球表面测得的太阳辐射强度远小于这个值。 由于地球轨道是椭圆形的，太阳常数和日地距离的平方成反比。因此，在近日点，太阳常数大于远日点的7%左右。 综上所述，在环境试验领域，太阳辐射强度采用1 .6Cal/cm22 . min( 即1121w/m2)。现有的资料表明：辐射强度大于0 .7Cal/cm2 . min( 即490w/m2)时，可以引起热效应（由红光和红外线引起的）和光老化效应（由紫外线引起的）。 太阳辐射强度的测量一般采用绝对日射表和相对日射表。绝对日射表是通过观测可以直接读取以Cal/cm2 . min为单位的太阳辐射强度的仪表。相对日射表是通过观测得到电压、电流和其它参数值，然后用一定的换算系数通过计算，可以得到相应的以Cal/cm2 . min为单位的太阳辐射强度的仪表。在使用相对日射表时，必须通过直接或间接的绝对日射表比较、标定后，才能获得所要测量的值。 太阳辐射对电子电工产品有两种有害的作用，即太阳辐射的热效应和太阳辐射的光化学效应。 太阳辐射的热效应可以引起电子电工产品的热老化、氧化、裂痕、化学反应、软化、融解、升华、粘性降低、蒸发和膨胀等。太阳辐射引起的温度或局部过热，会导致产品的膨胀或润滑性能降低，机械失灵，机械应力增大以及活动部件之间的磨损加剧等。 太阳辐射的光化学效应将会导致涂料、油漆、塑料、千维和橡胶等的变形、褪色、失去光泽、粉化和开裂等损坏。 太阳辐射试验的目的是为了确定地面上或较低大气层中使用或储存的电子电工产品受太阳辐射所引起的热效应、光化学效应以及对产品的机械性能和电性能的影响。 太阳辐射的热效应不能用高温试验来评价，因为太阳辐射是在产品内产生温度剃度，而高温试验是产生恒定高温，它们的作用机理不同所得的试验结果也不一样。 6 . 1 太阳辐射试验的方法 世界上各工业发达的国家自40~50代起以开始重视太阳辐射对产品影响的研究，并且采用碳弧灯开展一些简单的模拟性试验，真正制订国际性的太阳辐射试验方法和标准是70年代的事情。现行的标准有下面几种：IEC68—2—5试验Sa，“模拟地面上的太阳辐射）。相对应的国标是GB3423 . 24—81试验Sa，“模拟地面上的太阳辐射”。IEC68—2—9，“太阳辐

太阳能辐射量分类

太阳能资源分四类（最新）： 我国太阳能资源分布是不均衡的，按辐射强度划分，大致可以划分为四类地区，其中： 一类地区大于6700MJ/m2，＞159.5千卡/cm2 二类地区是5400-6700MJ/m2， 128.6-159.5千卡/cm2 三类地区4200-5400MJ/m2， 100-128.6千卡/cm2 四类地区小于4200MJ/ m2。 <100千卡/cm2 我国主要城市年平均日照时数，也可以划分成四类地区。 一类地区平均日照时数在2500小时以上，一类地区有乌鲁木齐、拉萨、西宁、银川、呼和浩特、沈阳等， 二类地区平均日照时数在2000-2500小时之间，二类地区有北京、天津、石家庄、济南、南昌、太原、长春、哈尔滨、兰州等， 三类地区平均日照时数在1000-2000小时，三类地区有上海、南京、杭州、合肥、福州、郑州、长沙、南宁、广州、昆明、海口， 四类地区平均日照时数1000小时以下，四类地区有重庆、成都、贵阳。 【我国太阳能资源】旧版本 在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。 根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。 一类地区 为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。 二类地区 为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。

全国太阳辐射量资料

具体分部情况见下图 资源带号名称指标 Ⅰ资源丰富带≥6700MJ/（m2·a） Ⅱ资源较富带5400~6700MJ/（m2·a）Ⅲ资源一般带4200~5400MJ/（m2·a）Ⅳ资源贫乏带＜4200MJ/（m2·a）

附表1我国主要城市的辐射参数表 城市纬度Φ日辐射量 Ht 最佳倾角 Φop 斜面日 辐射量 修正系数 Kop 哈尔滨45.68 12703 Φ＋3 15838 1.1400 长春43.90 13572 Φ＋1 17127 1.1548 沈阳41.77 13793 Φ＋1 16563 1.0671 北京39.80 15261 Φ＋4 18035 1.0976 天津39.10 14356 Φ＋5 16722 1.0692 呼和浩特40.78 16574 Φ＋3 20075 1.1468 太原37.78 15061 Φ＋5 17394 1.1005 乌鲁木齐43.78 14464 Φ＋12 16594 1.0092 西宁36.75 16777 Φ＋1 19617 1.1360 兰州36.05 14966 Φ＋8 15842 0.9489 银川38.48 16553 Φ＋2 19615 1.1559 西安34.30 12781 Φ＋14 12952 0.9275 上海31.17 12760 Φ＋3 13691 0.9900 南京32.00 13099 Φ＋5 14207 1.0249 合肥31.85 12525 Φ＋9 13299 0.9988 杭州30.23 11668 Φ＋3 12372 0.9362 南昌28.67 13094 Φ＋2 13714 0.8640 福州26.08 12001 Φ＋4 12451 0.8978 济南36.68 14043 Φ＋6 15994 1.0630 郑州34.72 13332 Φ＋7 14558 1.0476 武汉30.63 13201 Φ＋7 13707 0.9036 长沙28.20 11377 Φ＋6 11589 0.8028 广州23.13 12110 Φ－7 12702 0.8850 海口20.03 13835 Φ＋12 13510 0.8761 南宁22.82 12515 Φ＋5 12734 0.8231 成都30.67 10392 Φ＋2 10304 0.7553 贵阳26.58 10327 Φ＋8 10235 0.8135 昆明25.02 14194 Φ－8 15333 0.9216 拉萨29.70 21301 Φ－8 24151 1.0964

太阳辐射测量的回顾与展望

太阳辐射测量的回顾与展望 王炳忠 (中国气象科学研究院,北京100081) 1、太阳辐射标准 太阳辐射测量技术发展的历史告诉人们，为了在世界范围内获取整齐一致的数据有多么困难。国家计量部门建立的辐射标准，仅限于低辐照水准，无法作为太阳辐射测量的依据。这就是气象学界借助直接日射表（Pyrheliometer）独立开发太阳辐射标准的理由。 第一台测量太阳辐射的仪器是1837年由法国人Pouillet设计制造的，它的工作原理以水的卡计为基础。由于其设计简单，只能进行一些粗略的测量。随后出现的一些仪器，大多是对Pouillet仪器的改进，其中较有名的如Violle、Crova等人。1884年Frolich首先采用热电堆做探测器，这种方法虽然简便，却需要另一台绝对仪器来校准。另外，为了使测量进一步精确，Michelson以Bunsen冰卡计为基础设计了一台直接日射表，但不实用。?ngstr?m 是使用双探测器制作直接日射表的第一人，测量时两个探测器交替地遮荫和曝光。后来他进一步发展这一想法:用电校准探测器代替卡计，这就是著名?ngstr?m补偿式直接日射表。在上一世纪内，虽然在历次国际气象局长会议上多次议论过太阳辐射测量事项，但均因限于当时科学技术水平而未获解决。在1896年的会议上还建立了专门的太阳辐射委员会（CSR），其任务就是要为测量太阳辐射标准仪器提出建议。直至1905年在Inrisbruck的会议上，才决定以?ngstr?m补偿式直接日射表做为测量仪器，并以其原型A70做为标准I（保存在瑞典Uppsala大学物理研究所）。这就是?ngstr?m标尺（AS-1905）的由来。AS-1905在欧洲被广泛采用。 美国Smithson研究所使用的银盘直接日射表（Silverdisk，简称SD）是Pouillet和Violle 直接日射表的混合型。使用中的该类辐射表大多数都是由Smithson研究所制造的。上世纪末，它们由Abbot所研制的水流式直接日射表校准。后来，Abbot又研制出搅水式直接日射表，并以此校准水流式仪器。这一系列校准和研制标准仪器工作导致了1913年Smithson标尺的建立（SS-1913），它主要在美洲等地使用。 自出现两个并列日射标尺之日起，其间存在的差异问题，倍受有关学者的关注。1912年在Rapperswill召开的CSR会议上，Kimball首次报告了他所作的比对结果:二标尺间相差5％，SS高于AS。当时，这一结果被认定为处于测量不确定度的范围内，除了继续进行类似的比对外，未做出其他结论。

(完整版)影响太阳辐射强弱的因素分析分析

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（）

太阳直接辐射计算

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

太阳散射辐射测量装置的设计

第10卷 第25期 2010年9月1671-1815(2010)25-6185-04 科 学 技 术 与 工 程 Science T echno l ogy and Eng i neeri ng V o l 110 N o 125 Sep 12010Z 2010 Sci 1T ech 1Engng 1 动力技术 太阳散射辐射测量装置的设计 韩丽艳 刘占民 陈思源 (北京石油化工学院机械工程学院,北京102617) 摘 要 为实现太阳散射辐射的自动测量,设计一种简单方便的测量装置。该装置可与全自动太阳跟踪器连接在一起,代替现有的遮光环装置。太阳散射辐射测量装置通过利用直接辐射表赤纬轴的转动来实现遮光装置赤纬轴的转动,整个遮光装置放置在全自动太阳跟踪器外壳上,实现遮装置时角轴的转动。整个装置采用齿形带传动,在利用平行四边形结构的同时也更好地保证了精度。 关键词 散射辐婶 测量 设计 齿形带中图法分类号 TK 41314; 文献标志码 A 2010年6月10日收到 基金项目:北京市/URT 0项目 (10010224011)资助 第一作者简介:韩丽艳,讲师,辽宁省锦州市人,硕士。研究方向:计算机辅助设计。E-m ai:l h an li yan @b i pt https://www.docsj.com/doc/799855159.html, 。 针对太阳能利用方式的不同,需要对太阳能直接辐射和散射辐射资源的储量和分布进行精确的分类观测与评估。在全自动太阳跟踪器上安装遮光装置,能够对散射辐射进行自动测量,避免人工调整和计算散射时的遮光系数的修正[1] ,实现太阳 散射辐射的自动测量。 1 太阳散射辐射测量装置工作原理 为了测量太阳的散射辐射,须在全自动太阳跟踪装置上安装遮光装置,借助于该装置将太阳直接辐射从传感器上遮去。要使遮光球时时遮住总辐射表被遮光面 [2] ,遮光球必须以总辐射表被遮光面 中心为球心,跟随太阳位置的变动绕该中心旋转,为此采用与全自动太阳跟踪装置联动的平行四边形机构,如图1所示。平行四边形具有这样一个特点,即以任意两条邻边的节点为轴改变平行四边形的形状,其两条平行边始终保持平行。 遮光球在两个方向的运动都必须 以总辐射表 图1 太阳散射辐射测量 装置遮光原理 的被遮光面的中心为转动轴心。在太阳跟踪装置的设计中,总辐射表安装在全自动太阳跟踪装置赤纬轴驱动箱的箱顶平台上,该平台可以提供满足要 求的时角轴方向的转 动。为了实现实时对太阳的遮光,采用平行四边形机构来解决的是赤纬轴方向的转动。 2 太阳散射辐射测量装置的设计 根据遮光原理图1。遮光装置设计如下:a)铰链A 为固定铰链,即与机架相连;b)BE (即遮光杆)为一个构件; c)各长度关系:AB =EF,BE =AF,由此可知ABCD 组成一个平行四边形机构; d)由于A 为固定铰链,所以B 点绕着A 转动,这时BE 杆作围绕D 点的转动。 e)根据平行四边形机构的特点可知,如果测量仪表F 的位置安放在全自动太阳跟踪器箱体上面,并且遮光球E 的位置确定必须满足BE =AF 的长度要求;理论上保证E 点永远围绕F 点转动。也即是

太阳辐射的特性

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

徐州地区太阳辐射强度的计算..

徐州地区太阳辐射强度的计算 1.1 太阳辐射强度的计算基础知识 1.1.1 日地相对运动与赤纬角 贯穿地球中心与南北两极相连的线称为地轴。地球除了绕地轴自转以每天(24h)为一个周期外；同时又沿椭圆形轨道围绕太阳进行公转，运行周期约为一年。太阳位于椭圆形的一个焦点上。该椭圆形轨道称为黄道，在黄道平面内长半袖约为152 。 短半轴约为 ；椭圆偏心率不大，1月l 日为近日点，日地距离约 ；7月1日为远日点时 ，相差约3％。 一年中任一天的日地距离可以表示为： 81.510[10.017sin(2(93)/365)]R n km π=?+- 式中 R --- 日地距离 ； n --- 为1月1日算起，一年中的第几天 ； 地球的赤道平面与黄道平面的夹角称为赤黄角，它就是地轴与黄道平面法线间的夹角，在一年中的任一时刻皆保持为23.45°。太阳、地球的相对运动如图所示 以太为中心的日-地俯视图

以地球为中心的俯视图 在地球上任一位置观察太阳在天空中每天的视运动是以年为周期性变化的，并取决于太阳赤纬角的大小。赤纬角δ即正午时的太阳光与地球赤道平面间的夹角。取赤道向北为正方向，而向南为负方向，用δ表示。赤纬角δ从+23.45°到-23.45°变化，它导致地球表面上太阳辐射入射角的变化，使白天的长短随季节性有所不同。在赤道地区，从太阳升起到日落的持续时间为12h。但在较高纬度地区，不同季节其昼长就有相当大变化。赤纬角δ是地球围绕太阳运行规律造成的，它使地球上不同的地理位置所接受到的太阳入射光线方向不同，从而形成地球上一年有四季的变化。一年中有四个特殊日期，即：夏至、冬至、春分、秋分。北半球夏至（6月21日或22日）阳光正射北回归线赤纬角δ=23.45°；北半球冬至（12月22日或21日），太阳光线正射南回归线，δ=-23.45°；春分（3月20日或21日）和秋分（9月22日或23日）太阳正射赤道，赤纬角都为零，地球南北半球昼夜长度相等。 赤纬角的日变化可用如下近似表达式计算： δ=+ n 23.45sin[360(284)/365] 式中 n---从1月1日算起一年中的第几天的天数 ; 一年中赤纬角(δ)的变化范围23.45 ±°之间 ; 1.1.2 太阳时和时差

实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定1

气象学实验报告 班级：植保检11-1 姓名：李舒学号：20116340 实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定 一、实验目的 1.掌握太阳天空辐射表的使用，正确观测太阳直接辐射辐射、散射辐射、净辐射 2.掌握日照计的使用方法，正确光测光照强度 3.掌握日照时数、日照百分率的计算 二、实验器材 天空辐射表、净辐射表、照度计、紫外线照度计、日照记录纸 三、实验原理 1.辐射表示通过感应部位黑白相间的感应器产生热效应，转化为电动势 ): 单位时间内以平行光形式投射到地表单位水平面积上的2.太阳直接辐射(S′ m 太阳辐射能。 3.散射辐射(Ｄ):太阳光线经大气散射后，单位时间内以散射光形式到达地表单位水平面积上的太阳辐射能（散射辐射）。 +Ｄ) : 太阳直接辐射和散射辐射之和，称为太阳总辐射。 4.太阳总辐射(Q= S′ m 5.地面净辐射(B)：单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差（也称为地 面辐射差额）。 四、实验步骤与结果 1.天空辐射表、净辐射表的观测、照度计的观测、紫外照度计的观测

从表1可以看出， 图1 天空辐射、直接辐射、净辐射和散射辐射的时间变化规律 图2 光照强度的时间变化规律 图3 紫外线强度的时间变化规律

2. 日照时数及光照百分率的计算（以雅安为例） （1）1993年9月23日的实照时数= 7.6 h 。 （2）1993年9月23日的可照时数= 12h δ = 23.5 sinＮo 因1993年9月23日的Ｎ＝０，所以δ = 23.5 sin0o＝0 则这天的可照时数为12h 日照百分率＝（7.6／12）×100﹪＝63.33﹪ 五、讨论 1.天空辐射、直接辐射、散射辐射、净辐射的日变化 由图1可知，天空辐射、直接辐射、净辐射从9点到15点大体上都呈先升高后降低的趋势，且在13点左右达到最大值。由于早上9点太阳未完全升起、大气透明度低等因素，辐射比较弱；随着太阳的升起、大气透明度增加，辐射逐渐增强直至太阳高度角最大时，辐射最强；再随时间推移，辐射减弱。总辐射、直接辐射与太阳高度角呈正相关，而太阳直接辐射越强，散射辐射越弱。 ２光照强度和紫外线光照强度的日变化 由图2、3可知，光照强度和紫外线强度随时间的变化，先升高后降低。因为光照强度和紫外线强度也和太阳高度角呈正相关，而太阳高度角在9点到15点是先增加后降低。 ３(特定时间)日照时数及日照百分率 秋分日和春风日昼夜平分，各为12小时，通过计算得知1993年9月23日雅安的日照时数和日照百分率。实照时数说明太阳直接辐射的时数多少，日照百分率说明晴阴状况。所以这天雅安晴朗，天气比较好。 实验二、土壤温度、空气温度及空气湿度的测定 一、实验目的 1.熟悉测定气温和低温的几种仪器的构造和原理 2.掌握气温和土壤温度的观测方法 3.了解测定空气温度仪器的构造原理 4.掌握差算空气湿度的方法 二、实验器材 通风干湿表、百叶箱、地面温度计、最高温度计、最低温度计。 三、实验步骤 1.百叶箱空气温度的观测

全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量

全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量 地区类别地区 太阳能年辐射量 年日照时数 标准光照下 年平均日照 时间（时）MJ/m2·年kWh/m2·年 一宁夏北部、甘肃北部、 新疆南部、青海西部、 西藏西部 6680-8400 1855-2333 3200-3300 5.08-6.3 二河北西北部、山西北 部、内蒙古南部、宁 夏南部、甘肃中部、 青海东部、西藏东南 部、新疆南部 5852-6680 1625-1855 3000-3200 4.45-5.08 三山东、河南、河北 东南部、山西南部、 新疆北部、吉林、辽 宁、云南、陕西北部、 甘肃东南部、广东南 部、福建南部、江苏 北部、安徽北部、台 湾西南部 5016-5852 1393-1625 2200-3000 3.8-4.45 四湖南、湖北、广西、 江西、浙江、福建北 部、广东北部、陕西 南部、江苏南部、安 徽南部、黑龙江、台 湾东北部 4190-5016 1163-1393 1400-2200 3.1-3.8 五四川、贵州3344-4190 928-1163 1000-1400 2.5-3.1

附录B 江苏省部分地区的?、δ、ω、αs、γs值 城市名地理纬度 ?（o） 太阳赤纬 δ（o） 太阳时角 ω（o） 太阳高度 角 αs（o） 太阳方位 角 γs（o） 南京市南京32.04 -23.43 0 34.53 0 江宁31.95 -23.43 0 34.62 0 六合32.36 -23.43 0 34.21 0 江浦32.07 -23.43 0 34.5 0 溧水31.65 -23.43 0 34.92 0 高淳31.32 -23.43 0 35.25 0 苏州市 苏州31.32 -23.43 0 35.25 0 张家港31.86 -23.43 0 34.71 0 常熟31.64 -23.43 0 34.93 0 太仓31.45 -23.43 0 35.12 0 昆山31.39 -23.43 0 35.18 0 吴县31.32 -23.43 0 35.25 0 吴江31.16 -23.43 0 35.41 0 无锡市无锡31.59 -23.43 0 34.98 0 江阴31.91 -23.43 0 34.66 0 宜兴31.36 -23.43 0 35.21 0 常州市常州31.79 -23.43 0 34.78 0 武进31.78 -23.43 0 34.79 0 金坛31.74 -23.43 0 34.83 0 溧阳31.43 -23.43 0 35.14 0 镇江市镇江32.2 -23.43 0 34.37 0 丹徒32.2 -23.43 0 34.37 0 扬中32.24 -23.43 0 34.33 0 丹阳32 -23.43 0 34.57 0 句容31.95 -23.43 0 34.62 0 扬州市扬州32.39 -23.43 0 34.18 0 江都32.43 -23.43 0 34.14 0 刑江32.39 -23.43 0 34.18 0 仪征32.27 -23.43 0 34.3 0 高邮32.78 -23.43 0 33.79 0 宝应33.23 -23.43 0 33.34 0 泰州市泰州32.49 -23.43 0 34.08 0 晋江32.03 -23.43 0 34.54 0 泰兴32.16 -23.43 0 34.41 0 姜堰32.51 -23.43 0 34.06 0 兴32.93 -23.43 0 33.64 0

影响太阳辐射强度的主要因素

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。

太阳辐射强度模型的建立及验证

第15卷第5期 2007年10月 安徽建筑工业学院学报(自然科学版) Journal of Anhui Institute of Architecture & Industry Vol.15 No.5 Oct. 2007 收稿日期:2007-06-07 作者简介:林媛(1972-),女,讲师,硕士研究生,主要研究方向太阳能土壤源热泵。 太阳辐射强度模型的建立及验证 林媛 (安徽建筑工业学院环境工程系,合肥230601) 摘要:通过建立太阳辐射的数学模型,推导出了任意角度采光面的太阳直射辐射和散射辐射计算公式。此 外还讨论了云层对太阳辐射强度的影响,得到云遮修正系数,使非晴天的太阳辐射强度计算成为可能。通过 实验验证,所采用的太阳辐射强度计算模型是较为准确的。 关键词:直射辐射;散射辐射;云遮修正系数 中图分类号:TU111.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4540(2007)05-044-03 The Model of the Solar Radiation Energy.s Establishment and Verification LIN Yuan (Dept. of Environmental Engineering, Anhui Institute of Architecture & Industry, Hefei 230601, China) Abstract:After establishing solar radiation mathematical model, incident angle computing formula of solar direct radiation and scattered radiation of arbitrary angle of flat solar energy absorber plane was obtained. In addition, the impact of cloud layer on solar radiation intensity was discussed, and over- cast compensation factor was obtained. So, the solar radiation intensity calculation of the days of no sunshine becomes possible. The experiment proved the availability of the model. Key words:the solar of direct radiation; the solar of scattered radiation; overcast compensation factor 单位面积在单位时间内接受的太阳辐射能称 为太阳辐射强度,通常以I表示,其单位为 W/m2,这个数值决定着利用太阳能的可能性。 由于大气层对太阳辐射的衰减作用,到达地面上 的太阳辐射能有两种:一种是太阳直接辐射;另一 种是由大气、灰尘、水滴等散射而来的,称为散射 辐射。在天气晴朗时,到达地面的太阳能主要是 直接辐射;在阴天时主要是散射辐射。此外,在海 拔高度不同的地区,太阳辐射强度也不相同。海 拔高的地区高于海拔低的地区。至于确定辐射量

太阳总辐射表原理和使用方法

太阳总辐射表原理和使用方法 太阳能总辐射表是测量太阳能水平辐射量的方法。太阳总辐射表为热电效应原理，感应元件采用绕线电镀式多接点热电堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂层。热接点在感应面上，而冷结点则位于机体内，冷热接点产生温差电势。在线性范围内，输出信号与太阳辐照度成正比。为减小温度的影响则配有温度补偿线路，为了防止环境对其性能的影响，则用两层石英玻璃罩，罩是经过精密的光学冷加工磨制而成的。 该表用来测量光谱范围为0.3-3μm 的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射，如加遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。 该表应安装在四周空旷，感应面以上没有任何障碍物的地方。然后将辐射表电缆插头正对北方，调整好水平位置，将其牢牢固定，再将总辐射表输出电缆与记录器相连接，即可观测。最好将电缆牢固地固定在安装架上，以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。下图为RHD-29太阳总辐射表的技术参数。 图2-8 太阳能总辐射表 表2-7 RHD-29太阳总辐射表的技术参数 注意事项： 1．玻璃罩应保持清洁，要经常用软布或毛皮擦试。

2．玻璃罩不可拆卸或松动，以免影响测量精度。 3．应定期更换干燥剂，以防罩内结水。 二、利用太阳能光测系统获取水平面太阳辐射量测量 太阳辐射观测：总辐射；直接辐射；散射辐射(总表+装置)；净全辐射；反射辐射；分光谱辐射（5块）；辐射表专用电缆；辐射观测台架；太阳辐射电流表；辐射数据采集系统（含软件）组成。实现对太阳辐射的能量动态检测以及太阳光谱的分布，各光谱的能量的动态检测，认识和了解太阳能各要素相互关系。 图2-9 太阳能观测系统

太阳辐射强度测量

4太阳辐射照度实验（略） 实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计 实验原理： 太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。 仪器的工作原理基于热电效应。在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。 辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。 实验方法： （1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。 （2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。 （3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。 （4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。 设备参数： 辐射电流表 测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米 显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃ 电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80% 重量：小于600克 总辐射表 灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％) 余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2% 温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm 信号输出：0～20mv 非线性：±2％ 重量：2.5kg 辐射热计 量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5% 实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。

实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定

气象学实验报告 班级：植保检11-1 ：舒学号：20116340 实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定 一、实验目的 1.掌握太阳天空辐射表的使用，正确观测太阳直接辐射辐射、散射辐射、净辐射 2.掌握日照计的使用方法，正确光测光照强度 3.掌握日照时数、日照百分率的计算 二、实验器材 天空辐射表、净辐射表、照度计、紫外线照度计、日照记录纸 三、实验原理 1.辐射表示通过感应部位黑白相间的感应器产生热效应，转化为电动势 2.太阳直接辐射(S′m): 单位时间以平行光形式投射到地表单位水平面积上的太阳辐射能。 3.散射辐射(Ｄ):太线经大气散射后，单位时间以散射光形式到达地表单位水平面积上的太阳辐射能（散射辐射）。 4.太阳总辐射(Q= S′m +Ｄ) : 太阳直接辐射和散射辐射之和，称为太阳总辐射。 5.地面净辐射(B)：单位时间，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差（也称为地面辐射差额）。 四、实验步骤与结果 1.天空辐射表、净辐射表的观测、照度计的观测、紫外照度计的观测 表1 天空辐射、净辐射、散射辐射、光照强度、紫外线光照强度的时间变化情况

（W/m2） 2 3.19 94.5 213.5 233.9 275.8 339.5 204.8 3 1.93 98.9 205.3 243.6 281.3 346.1 209.9 散射辐射 （W/m2） 1 33. 2 99.5 85. 3 96.7 140.3 159.3 176.3 2 33.9 104.6 82.6 98.5 143.9 154.1 170.7 3 32.5 94. 4 87.9 94.9 137.6 165.7 182. 5 光照强度 （lx） 1 4290 34300 49900 54500 64000 62200 34200 2 4550 37800 51600 59300 62800 61700 33900 3 3980 30500 48900 49400 66500 64100 36500 紫外线光 照强度 （uw/m2） 1 25.8 112. 2 271 285 302 344 230 2 28. 3 124. 4 27 5 301 28 6 299 197 3 23 .1 100.9 267 276 33 4 387 259 从表1可以看出， 图1 天空辐射、直接辐射、净辐射和散射辐射的时间变化规律 图2 光照强度的时间变化规律

地面测量辐照度地介绍

第13章辐射 13.1概述 13.1.1太阳与地球辐射 气象站的辐射测量，包括太阳辐射与地球辐射两部分。 地球上的辐射能来源于太阳，太阳辐射能量的99.9%集中在0.2～10微米（μm）的波段，其中的波长短于0.4μm的称为紫外辐射，0.4～0.73μm的称为可见光辐射，而长于0.73μm的称为红外辐射。此外，太谱在0.29～3.0μm围，称为短波辐射，目前气象站主要观测这部分太阳辐射。 地球辐射是地球表面、大气、气溶胶和云层所发射的长波辐射，波长围为3～100μm。地球平均温度约为300K。地球辐射能量的99%波长大于5μm。 13.1.2辐射测量单位 ⑴ 辐照度E：在单位时间，投射到单位面积上的辐射能，即观测到的瞬时值。单位为瓦·米-2（W·m-2），取整数。 ⑵ 曝辐量H：指一段时间（如一天）辐照度的总量或称累计量。单位为兆焦耳·米-2（MJ·m-2），取两位小数，1MJ=106J=106W·s。 13.1.3气象辐射量 ⑴ 太阳短波辐射 ① 垂直于太阳入射光的直射辐射S：包括来自太阳面的直接辐射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射(环日辐射)，可用直接辐射表测量。 ② 水平面太阳直接辐射S L：S L与S的关系为 S L=S·sinH A=S·cosZ (13.1) 式中，H A为太阳高度角，Z为天顶距(Z=90-H A)。 ③ 散射辐射E d↓：散射辐射是指太阳辐射经过大气散射或云的反射，从天空2π立体角以短波形式向下，到达地面的那部分辐射。可用总辐射表，遮住太阳直接辐射的方法测量。 ④ 总辐射E g↓：总辐射是指水平面上,天空2π立体角所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和。可用总辐射表测量 E g↓=S L+E d↓ (13.2) 白天太阳被云遮蔽时，E g↓=E d↓，夜间E g↓=0。 ⑤ 短波反射辐射Er↑：总辐射到达地面后被下垫面(作用层)向上反射的那部分短波辐射。可用总辐射表感应面朝下测量。