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1、太阳辐射光谱和太阳常数(1)辐射光谱：太阳是个炽热的大火球，它的表面温度可达6000K，它以辐射的方式不断 地把巨大的能量传送到地球上来，哺育着万物的生长。太阳辐射的波长范围，大约在0.15-4 微米之间。在这段波长范围内，又可分为三个主 要区域，即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐 射的能量主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总量的50，后者占43。紫外 区只占能量的 7。在波长 0.48 微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为 3.0 卡/cm2.分以上。(2)太阳辐射强度和太阳常数：太阳辐射强度就是太阳在垂直照射情况下在单位时间 (一分钟
2、、一天、一个月或者一年)内，一平方厘米的面积上所得到的辐射能量。如果在特定的情 况下测量太阳辐射强度，就叫做太阳常数。也就是说，必须是在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米的面积上，在1分钟内所接受的太阳辐射能量，就称为太阳常数。它是用来表达太阳辐射能量的一个物理量。这里需要解释几个概念： 日地平均距离:太阳和地球的距离在天文学上称做“天文单位”，这是一个很重要的数字，很多天文数字都是以它为基础的。测量日地距离的方法有好几种，一种是利用金星凌日(即太阳、金星一地球刚好在一条直线上)；另一种方法是利用小行星测量日地距离。历史上就是用前一种方法测出地球到太阳的距离的，也
3、是这样算出日地平均距离的，即从地球上发出 一束雷达波，打到金星上面，再从金星上反射回来。利用这种方法测出的日地平均距离为 149,597,870 公里，大约为15,000 万公里。 在大气上界：就是说不考虑大气对太阳辐射的影响，即在没有大气的情况下。太阳常数的 数值，由于观测年代不同，以及观测方法和推算方法的不同，在不同的书籍和资料中，其数 值常不一致，变动幅度在1.90-2.90卡厘米/2.分之间。1957年国际地球物理年决定采用1.98 卡/厘米 2.分。近年来，在宇航事业取得新资料的情况下，经过大量观测和分析，测得新的 太阳常数为1.95 卡/厘米 2.分。据研究，太阳常数也有周期性的变
4、化，这可能与太阳黑子 的活动周期有关。因此，在长期气象预报过程中，常把太阳常数和太阳黑子的周期变化联系 起来，分析气候长期变化的趋势，为国民经济计划服务。 到达大气上界的太阳辐射:太阳常数在一定程度上代表了垂直到达大气上界的太阳辐射强 度，但太阳常数到达水平面上的太阳辐射强度之间，存在着下面的数学关系式：I=IO.sin h式中，h为太阳高度角，10为太阳常数,1为投射到大气上界水平面上的太阳辐射强度。上式表明：大气上界水平面上的太阳辐射强度，随太阳高度角的增大而增强。当太阳高 度角为 90时，太阳辐射强度就等于太阳常数。因此，太阳常数就是到达水平面上的太阳 辐射强度的最大值。毗阳7T凤即和琳
5、阳辎射强理到达大气上界的太阳辐射，就是太阳常数。但 是因为到达大气上界的太阳辐射与日地距离的平方 成反比，因此，在远日点和在近日点的太阳辐射强 度与太阳常数就有一定差异。在近日点垂直于大气 上界的太阳辐射强度比太阳常数大 3.4；而在远 日点则比太阳常数小3.5。根据上述太阳辐射强度和太阳常数的关系公式， 到达大气上界的太阳辐射与太阳高度角的正弦成正 比。太阳高度角随纬度和时间而变化。因此，在不同纬度上不同时间的太阳辐射强度都不同。由于南、北回归线之间地区的太阳高度角较大，而北回归线以北和南回归线以南地区的太阳 高度角随纬度增高而减小，所以，到达地球大气上界的太阳辐射沿纬度的分布是不均匀的， 低纬度多，随纬度的增高而减少；由于南、北回归线之间地区的太阳高度角在一年中的变化 较小，而中、高纬度地区的太阳高度角在一年中的变化较大，因而，低纬地区太阳辐射强度 的年变化小，高纬地区太阳辐射强度的年变化大。
