太阳辐射
太阳辐射和太阳能.
颜色 红 橙 黄 绿 蓝 -靛 紫
典型波长（μm） 0.70 0.62 0.58 0.51 0.47 0.42
波长范围（μm） 0.64~0.75 0.60~0.64 0.55~0.60 0.48~0.55 0.45~0.48 0.40~0.45
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光伏发电技术基础
第二章 太阳能资源
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.1
☼ ☼ ☼
太阳辐射
现象：太阳以电磁波或粒子的形式释放能量。 主要形式：光和热——波粒二象性。
基本特性：粒子性——光（短波）；波动性—
—热（长波）。
例如：
☼ ☼ ☼
从太阳获取几乎所有能源，包括煤、石油、天然气； 生物能源来自于阳光下生长的植物； 将太阳辐射直接转换成电能或者热能——太阳能热水器、太阳热电站。
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.2 太阳辐射的波长分布率不同 而已。
☼
根据波长的大小，将太阳辐射划
归为短波辐射，而地面和大气辐射 划为长波辐射。
☼
太阳辐射的波长范围很广，从波长为10－3nm的宇宙射线到波长达几km的无线电波，
☼
太阳辐射的主要波长范围在0.15～4μm。
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.3
☼
太阳辐射的能量分布
最上边的曲线为太阳辐射在大气上界 AM1 和 AM1.5 是穿过大气后到达地面
的辐射曲线AM0；
☼
的辐射曲线。
太阳辐射的光谱可以划分为三个光谱区：
名称 可见光区 红外光区 波段（μm） 0.39 ～ 0.76 λ>0.76 能量比例（%） 效应 光效应 热效应 作用 光伏技术（太阳电池） 光热技术（太阳热水器） 光化学技术（光催化、生物 质能）
太阳辐射
物体对辐射的吸收、 物体对辐射的吸收、反射和透射 概念 吸收率(a) 吸收率(a) ： 反射率(r) 反射率(r) ： 透射率(d) 透射率(d) ：
入 射
a=Qa/Q r=Qr/Q d=Qd/Q
反 射
吸收
透 射
a、r、d的变化 黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸 黑体： 收的物体称为绝对黑体 故有： 收的物体称为绝对黑体。故有： 绝对黑体。 a＝１，r＝d＝０。 灰体：透射率d＝０，吸收率a＝（１－r），且a不随波 吸收率a＝（１ 灰体：透射率d 长而变化的物体。 长而变化的物体。 的物体
二、太阳高度角、太阳方位角和昼长 太阳高度角、
太阳高度角 （h） 定义 太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0°≤h≤90° 太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0°≤h≤90°) 水平面上太阳辐射的计算
AB CD Sm ′＝Sm ＝Smsinh sinh ABC′D′
………… (3-8) (3Sm和Sm′与h的关系图
可见光波长范围
色彩名称 紫 波长范围 0.40～0.43微米 0.40～0.43微米 0.43～0.47微米 0.43～0.47微米 0.47～0.50微米 0.47～0.50微米 0.50～0.56微米 0.50～0.56微米 0.56～0.59微米 0.56～0.59微米 0.59～0.62微米 0.59～0.62微米 0.62～0.76微米 0.62～0.76微米
斯蒂芬—波尔兹曼(Stefan Boltzmann)定律 斯蒂芬—波尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律 (Stefan定律 与它本身绝对温度（ 黑体的总放射能力（ 黑体的总放射能力（ET）与它本身绝对温度（T）的 四次方成正比。即： 四次方成正比。 ET ＝σT
太阳总辐射的单位-概述说明以及解释
太阳总辐射的单位-概述说明以及解释1.引言1.1 概述太阳总辐射是指太阳在所有波长范围内向外发出的能量总量。
这些能量以电磁辐射的形式传播，包括可见光、紫外线、红外线以及其他波长的光线。
太阳总辐射是地球上所有生物生存和地球气候形成的重要因素之一。
太阳总辐射的单位是以每平方米每秒钟的能量量度，常常用来描述太阳辐射的强度。
这个单位通常被称为太阳辐射通量密度，表示单位面积上每秒收到的太阳总辐射能量。
太阳总辐射的单位可以用焦耳/平方米/秒（J/m²/s）或者千卡/平方米/小时（kcal/m²/h）来表示。
太阳总辐射的强度受多种因素的影响，如地球和太阳之间的距离、大气层的透过率以及地球表面的地理位置等。
在不同位置和时间，太阳总辐射的强度会有所不同。
例如，在赤道附近地区，由于太阳直射角度较大，太阳总辐射强度相对较高；而在极地地区，太阳总辐射强度则较低。
关于太阳总辐射的单位，不仅仅在科学领域中被广泛应用，也在能源领域、气象学和农业等领域中具有重要意义。
通过测量和研究太阳总辐射的强度和变化，可以更好地了解太阳能的利用潜力、气候变化等现象，并为相关领域的研究和应用提供基础数据和参考依据。
总之，太阳总辐射具有重要意义和应用价值，它是太阳能的重要来源，并对地球上生物和气候系统产生影响。
通过对太阳总辐射的单位和强度进行研究和分析，能够为相关领域的研究和应用提供重要参考，并推动相关领域的进一步发展和创新。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以进行如下编写：本文将从以下几个方面进行讨论太阳总辐射的单位。
首先，在引言部分我们将对本文的概述进行阐述，同时介绍文章的结构和目的。
其次，正文部分将重点阐述第一个、第二个和第三个要点，分别讨论太阳总辐射的单位的定义、计量方法以及常用的单位制。
最后，在结论部分，我们将对前面各个要点进行总结，为读者提供一个全面而清晰的理解。
通过本文的阐述，读者将能够更深入地了解太阳总辐射的单位，为相关研究和应用提供基础知识。
第一章 太阳辐射解读
4、太阳辐射总量在空间上的变化 一天内，一般在中纬度地区，夏季太阳辐射日 总量大 ，冬季太阳辐射日总量小；中高纬度不同地 区太阳辐射日总量最大值可能出现在春季或秋季； 在低纬度地区日总量的变化不大 。 一年中，太阳辐射年总量一般随纬度的增高而 减少 。
（五）地面对太阳辐射的反射和吸收 1、地面的反射辐射:
(四)到达地面的太阳辐射强度
1、到达地面的太阳辐射的组成 经过大气减弱后 投射到地面的太阳辐射由两部分组成，即太阳直接 辐射和散射辐射。
直接辐射是指以平行光线的形式直接投射到地面的太阳辐 射。直接辐射照度是指单位面积，在单位时间内所接受的 直接辐射，用Sˊ表示。 散射辐射是指经散射后，由天空投射到地面的太阳辐射。散 射辐射照度是指单位面积，在单位时间内所接受的散射辐射， 用D表示。 直接辐射与散射辐射之和，称为总辐射。直接辐射照度与散 射辐射照度之和称为总辐照度（Q）。 即 Q = S'+ D （1-4）
（一）太阳辐射光谱
太阳辐射光谱： 太阳辐射能随波长的 分布曲线称之。 图中实线是大气上界 的太阳辐射光谱，太 阳辐射能绝大部分集 中在波长150— 4000nm之间，占太阳 辐射总能量的99%。
紫外线区 （λ<400nm） 能量占总能量 的7%，具有化 学效应，全部 到达地面有毁 灭生物的作用， 幸大气中O3层 吸收而到达地 面的极少，它 具有杀菌消毒， 促进种子萌发 的作用。
• 夏至日 太阳直射北 回归线，北半球昼长 夜短，纬度愈高，白 昼愈长，在北极圈内 （66.5°N）为24h白 昼，称极昼现象；南 半球则相反。此时， 北半球为夏季，南半 球为冬季。
化，冬短夏长，春秋介于二者间；② 夏季昼长随纬度升高而 增长，冬季昼长随纬度升高而缩短，春、秋分则不随纬度升高 而变。
全球太阳辐射分布规律
全球太阳辐射分布规律
全球太阳辐射分布具有以下几个规律：
1. 纬度影响：太阳辐射与纬度密切相关。
赤道地区太阳辐射最强，因为太阳直射角度最大。
随着纬度的增加，太阳辐射逐渐减弱。
极地地区的太阳辐射最弱，因为太阳直射角度非常接近水平。
2. 季节影响：太阳辐射随着季节的变化而变化。
在北半球，夏季太阳辐射最强，冬季太阳辐射最弱。
这是因为夏季太阳直射角度较大，太阳光通过较短的大气路径，而冬季太阳直射角度较小，太阳光通过较长的大气路径。
3. 气候影响：气候对太阳辐射分布也有影响。
热带地区由于水汽含量较高，大气中的云量较多，太阳辐射受到云覆盖的阻挡，所以实际太阳辐射较纯净辐射要小。
而干旱地区太阳辐射较强，因为相对较少的云层和大气中的颗粒物减少了辐射的散射和吸收。
4. 地形影响：地形也会对太阳辐射分布产生影响。
高山地区的太阳辐射较强，因为山脉会使得大气厚度减少，太阳光的透射量增加。
相反，低洼地区的太阳辐射较弱，因为大气厚度增加，太阳光的透射量减少。
总之，太阳辐射分布在全球是不均匀的，受到纬度、季节、气候和地形等多种因素的综合影响。
这些规律对于能源利用、气候变化和生态系统等的研究具有重要意义。
全国太阳辐射强度表
全国太阳辐射强度表【最新版】目录一、引言1.介绍全国太阳辐射强度表2.表述太阳辐射强度对地球的重要性二、太阳辐射强度的分布特点1.我国太阳年总辐射最高的地区2.我国太阳年总辐射最低的地区3.太阳辐射强度的季节性变化三、太阳辐射强度的影响因素1.地理位置2.大气层厚度3.天气状况四、太阳辐射强度的利用与保护1.太阳能资源的开发与利用2.太阳辐射强度对人体健康的影响及防护五、结论1.总结太阳辐射强度的特点与影响2.强调太阳辐射强度表的应用价值正文一、引言太阳辐射强度是指太阳光在一定空间内，单位时间内照射到地球表面的能量。
全国太阳辐射强度表是记录我国各地区太阳辐射强度的一种数据表，它详细记录了各地区太阳年总辐射的高低以及季节性变化。
太阳辐射强度对于地球的生态系统、气候以及人类生活都有着重要的影响。
二、太阳辐射强度的分布特点我国太阳年总辐射最高的地区主要集中在青藏高原和西北地区，这些地区的太阳年总辐射可以达到 6000-8000 兆焦耳/平方米。
而我国太阳年总辐射最低的地区则主要位于东北和华北地区，太阳年总辐射一般在3000-5000 兆焦耳/平方米。
此外，太阳辐射强度还存在季节性变化，夏季的太阳辐射强度普遍较高，冬季则相对较低。
三、太阳辐射强度的影响因素太阳辐射强度的分布受到多种因素的影响，包括地理位置、大气层厚度以及天气状况。
首先，地理位置是影响太阳辐射强度的主要因素，纬度越低，太阳直射角度越大，太阳辐射强度也就越高。
其次，大气层厚度也会影响太阳辐射强度，厚度越大，太阳辐射强度就越弱。
最后，天气状况也会对太阳辐射强度产生影响，晴朗的天气太阳辐射强度较高，阴雨天气则较低。
四、太阳辐射强度的利用与保护太阳辐射强度的记录和研究，不仅可以帮助我们更好地了解太阳能资源的分布和变化，还可以为太阳能资源的开发和利用提供科学依据。
同时，我们也需要关注太阳辐射强度对人体健康的影响，做好防护措施。
五、结论全国太阳辐射强度表详细记录了我国各地区太阳辐射强度的分布特点和变化规律，为我们了解和利用太阳能资源提供了重要的参考依据。
太阳辐射
（3）、局部地区
①台湾 ②雅鲁藏布江谷地 ③海南岛
描述台湾太阳 辐射总量空间 分布规律，并 分析成因？
大致由西南部向 东北部递减 ，东 部比西部少。
（天气因素）东岸位 于夏季风的迎风岸， 加上地形的影响，东 岸多阴雨；而西岸位 于背风坡，多晴天。 （纬度因素）南部纬 度较低。
例14
B
C
( 真题对接)日照时数是指每天从日出到日落之间太阳直接 照射到地面上的实际日照时间，以小时为单位。读“我国 部分地区年日照时数等值线图”，回答下列问题。
大 气 大气 增 吸收 温
地面增温
地
面 “大地暖大气”
“太阳暖大地” “大气还大地”
二、大气的受热过程
“太阳暖大地”
“大地暖大气”
“大气还大地”
想一想：近地面大气主要直接的热源是什么？ 根本来源是什么？
例：读大气受热过程示意图，回答3～6题。
3．大气中CO2浓度增加将导致 D A．A减少 B．B1增加 C．C增加 D．D增加 4．一次强烈的火山喷发可能导致 D A．A增加 B．B1增加 C．B增加 D．E增加 5．近地面大气的主要直接热源是 D A．A B．B和Bl C． C D．D 6．晚秋至第二年的早春霜冻多出现在晴朗的夜晚，与其有关的是 A A．A B．B C．Bl D．D
太阳辐射及其对地球的影响
一、概念：太阳以电磁波的形式源源不断的向外放 射能量 区分： 到达大气上界的太阳辐射 到达地表的太阳辐射 年太阳辐射 地面辐射、 大气辐射 我们通常说的太阳辐射是指到达地表的太阳辐射
太 阳 辐 射
射向宇宙空间 射向宇宙空间
大气上界 大气吸收 大 气 辐 射
射向地面
地 面 吸 收
（1）900S 南极点1月份均为白昼，日照时数多；6月（或7月） （2）低纬（或赤道）高纬（或两极） （3）从3月和9月向其它月份递减 。 （4）相反 （1分） （5）热带雨林，位于热带雨林气候，因雨量多所以生长的植物品种也多，亚寒带针叶林 是位于亚寒带，气候较寒冷与干燥，雨量也少，所以能生长的多以针叶植物为主
2太阳辐射知识
25 光电工程学院
四 类 地 区
全年日照时数为1 400~2200h。在每平方米面积 上一年内接受的太阳辐 射总量为4190~5016 MJ，
相当于 140~170kg 标准煤燃烧所发出的热量。主 要包括湖南、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 以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资 源较差地 区。相当于意大利的米兰地区。
于是有太阳表面的有效温度
T b / m 5769K
9 光电工程学院
斯特番-玻尔兹曼光辐射定律：
M T
4
M为单位面积黑体辐射的总功率，
σ=5.67×10-8W/（m2K4）常数。
物体辐射能力的强度，取决于物体本身温度的高低。 可以算出太阳辐射的总功率
s 4 rs2 M 4 rs2 T 4 3.8 1020 MW
24 光电工程学院
三 类 地 区
全年日照时数为2200~3000h。在每平方米面积 上一年接受的太阳辐射 总量为5016~5852M] ，
相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主 要 包括山东东南部、河南东南部、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、天津、北京和台湾西南部等地。 为中国太阳能资源的中等类型区。相当于 美国的 华盛顿地区。
10 光电工程学院
二、太阳常数
2. 辐射强度 (辐照度)
辐射通量Φ是以辐射形式发射、传播或接收的功率， 或者说是单位时间内发射、传播或接收的辐射能，单位为 W，即
W t
辐射强度I投射到单位面积上的辐射通量，单位为 W/m2，即
I s
11 光电工程学院
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美国国家航空航天局（NASA）的Lori Fenton和同事的 最新研究表明，火星表面的太阳辐射波动引起了强烈 的空气流动，从而搅动火星表面沙尘引起尘暴，它们 能“捕获”阳光的热量，从而引起温度升高，导致气 候变化的恶性循环。
20世纪70年代NASA“海盗”（Viking）计划以及之 后20年运行的NASA“火星全球探勘者号”（Global Surveyor）都获得了火星的热图。
•
长期以来，人们就一直在努力研究利用
太阳能。太阳能可谓取之不尽，用之不竭。
太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会
导致"温室效应"和全球性气候变化，也不会
造成环境污染。正因为如此，太阳能的利
用受到许多国家的重视，大家正在竞相
开发各种光电新技术和光电新型材料，
以扩大太阳能利用的应用领域。
每年春分及秋分期间，太阳运行於地球赤道正 上空，每天会有一次发生太阳、同步卫星及地面卫 星讯号接收点排列成一直线。此时碟型卫星讯号接 收天线除了像平常一样聚焦接收到卫星传送之讯号 外，亦同时聚焦接收到来自太阳所产生之电磁波辐
“万物生长靠太阳”，确实太阳对我们 这些以太阳系的一颗行星－地球为家的人 类来说是太重要了。太阳是一个巨大的核
聚变反应堆，主要是氢聚变为氦，发出巨 大的能量。太阳以它的光芒照射着我们的 大地，是地球能量的主要来源，我们所感 受到的太阳的存在，是它的辐射。
太阳的辐射，主要是可见光，也有红外线和 紫外线，可见光占太阳辐射总量的50％，红外线 占43％。紫外区只占能量的7％。
射，因为此时聚焦接收到之太阳电磁波强度大 过卫星讯号强度，会盖过或干扰卫星讯号， 而导致断讯，称之为太阳干扰中断。
• 航天器上电子组件之间和来自太阳辐射 的电磁干扰，以及由于静电电荷增长和释 放造成的电源脉冲及短路等。因空间环境 效应造成航天器的损失每年可达好几亿美 元。而对空间环境及其效应的认识还有待 继续深化。因此，要发展航天技术，确保 航天器的长寿命和高可靠性，深入开展空 间环境及其效应的研究是极为重要而绝对 不能忽视的。
他还强调：“在最近数千年中，持续周 期达两百年的太阳亮度变化曾直接影响
到了全球温度的变化。”
如果变化过程持续两百年时间，那么
地球气候将受到明显的影响。
他们宣称，到本世纪中叶，地球将开始急剧变冷。同时， 这一变冷过程可能会与1645－1715年间发生在整个欧洲、 北美和格陵兰岛的降温过程非常相似。
同时，阿布杜萨马托夫表示，他们的这一发现还有助于 证明－－CO2气体并非导致全球气候变化的决定性因素。 CO2的影响力无论如何也不会超过太阳亮度在持续变化所 造成的影响。”在气候变暖的过程中， CO2只起到了很小 的助推作用。 ”
TBQ-2总辐射表
TBQ-2A太阳 辐射传感器
散
射
辐
TBB-1净辐射表
射 表
TBS-2-B TBD-1
跟
踪
直
接
辐 射 表
太 阳 自
动
TBQ-4-3(5)分光谱 辐射表
总编：郭碧圆 总监：林燕娇 制作人：许珏婷 演讲人：叶威龙
4月5日《自然》杂志发表了科学家对火星表面亮度
的测量研究结果，证实近几十年来火星表面温度上升了 0.65摄氏度。火星正在经历的这一气候变化的根源是波 动的太阳辐射引起了沙尘和风暴，火星南极冰帽也因此 正在逐渐融化。
科学家之前曾经对火星表面进行了长期的研究，发
现其表面亮度和暗度有微小的变化。尽管他们将这些变 化归因于火星表面沙尘，但一直都不了解沙尘对火星气 流循环和气候到底有什么影响。
被温度年际间缓慢上升。 • 1987年，南极一座面积两倍于美国罗德岛的巨大
冰山崩塌后溅人大海。 • 1988年夏季，美国以“火炉”著称的弗尼斯克里
克的最高气温创下了46.7℃的新纪录。
• 造成全球变暖的主要原因是“温室效应”。
地球从太阳吸收的能量必须同地球 及大气层向外散发的辐射能相平衡。 如果这种平衡被破坏，它可以通过地 球表面温度升高来恢复。
太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆
盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地
球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速
度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着
地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子
沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极
地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会 发出光芒，形成极光。
1.紫外线主要影响眼睛和皮肤。引起急性角膜 炎和结膜炎，慢性白内障等眼疾，诱发皮肤 癌。
2.它对玻璃、衣物、水及人体表皮有很强的穿 透力，严重扰乱肌肤的免疫系统, 后果是： 肌肤提前衰老,角质过厚,表皮粗糙,有皱纹和 斑点,肌肉松弛。轻者可致皮肤红肿、疼痛， 重者会产生水泡、脱皮。
3.它会促使颜料和染料物褪色； 4.使海洋中的浮游生物生长受到影响甚至死亡；
红、黄、橙色蔬菜富含类叶红素(类胡萝卜素)，能
修复晒伤、从而起到预防皮肤癌的作用。 绿叶菜含黄体素和玉米质，防止紫外线导致的癌细
胞进一步扩散。绿茶中含一种叫EGCG的抗氧基，当肌肤 暴露在烈日下，能防止细胞受损。
樱桃和薄荷叶富含白苏(pertly)，在强烈紫外线照 射下，有助于防止人体细胞发生癌。
• 全球变暖 是指地球表层大气、土壤、水体及植
利：1.供给地球表面能量，引发大气运动。调节地球生态。
2.美丽的极光现象 3.外来航天器的动力来源。
4.太阳能的利用，如热水器，灯，汽车等等。
弊：1.干扰卫星讯号，破坏人类正常生活。
2.损坏航天器。 3.紫外线使得皮肤受伤 4.温室效应
极光的奥秘：这美丽的景色是太阳与大气层
合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热 等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。
不过，联合国的专家们并未对阿布杜萨马托夫的理论 表示赞同。他们在每年一度的联合国气候变化报告中指出， 由于二氧化碳气体的排放量不断增加，地球正面临着灾难 性的全球气候变暖过程。
太阳辐射强度降低可能会使地球气候进入新一轮的冰川期
全球气候变暖目前正困扰着人类和整个地球。但目
前有证据显示，遭遇这种情况的并不仅仅是地球，火星、 冥王星以及太阳系的其它星体，也都面临着气候变暖的 窘境。
据国外媒已进入“冷却周 期”，而地球气候将因此受到严重影响
并发生剧烈变化。
他认为，太阳辐射强度正在缓慢地下 降，预计将在2041年达到最低值。在此 过程中，地球气候将重新进入寒冷期。
教授认为，因人类活动导致的“温室
效应”将无法阻止全球性的气候变冷趋 势。在地球历史上，全球气候曾发生过 许多次周期性的气候变冷和变热现象。
Fenton的小组将二者进行对比，发现了火星表面巨 大的刈幅在过去30年里变得更暗或者更亮。研究火星 从表面反射出的光线变化，测定出从20世纪70年代到 90年代，火星温度上升了大约0.65摄氏度，这在一定 程度上造成了近期火星南极冰帽的消退。
在地球上，二氧化碳等温室气体捕获红外
光线，造成了温室效应，引起全球变暖。在 火星上，则是淡红色的沙尘引起了相似的温 室效应。
★.紫外线辐射对包括人在内的各种动、植物的
生理和生长、发育都会带来严重危害和影响。 这应该引起人们的重视。
。
4月到9月是紫外线照射最强的季节；上午10点至下午2 点是紫外线照射最强的时段；正午是紫外线照射高峰。
颜色为黑色、质地为聚酯的服装容易吸收紫外线,最好穿 着浅色的棉、麻质地服装。
夏季多吃番茄、坚果、红黄橙绿色蔬菜、绿茶、樱桃和 薄荷叶也可有效的预防紫外线照射。