太阳总辐射通量计算
太阳能辐射计算公式
一、中国太阳能直接辐射的计算方法（1）（2）⊙（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S0，理想大气总辐射，Qi,晴天总辐射Q0来表示。
a，b，a1，b1，c1，a2，b2，c2为系数。
n为云量。
S1为日照百分率。
相关系数的计算公式：考虑到大气透明度，则有（4）其中m为大气质量：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；为测站的年平均气压，P海为海平面气压，P海=1013.25mp，为对大气质量进行的高度订正。
对于a2的计算：当测站的海拔H≥3000m时，a2=0.456；当H≤3000m是，若年平均绝对湿度E≤10.0mb，则否则，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二、中国太阳能散射辐射的算法其中∑D为散射辐射月（年）总辐射量，Q为计算散射辐射的起始数据，可采用天文总辐射S0，理想大气总辐射Qi,晴天总辐射Q0来表示；f(S1，n......）为天空遮蔽度函数。
D=Qi(a1+b1nt);D=Qi(a2+b2nl);D=Qi(a3+b3S1);D=Qi(a4+b4nmh)D=Qi(a5+b5nmh+c5nl)D=Qi(a6+b6nmh+c6S1)D=Qi(a7+b7P+c7nl)D=Qi(a8+b8P+c8S1)以上8式为计算太阳能散射可筛选公式，其中D为欲计算的散射辐射量的月总量，Qi,为理想大气中的月总辐射量，nt ，nl ，nmh分别为月平均总云量、低云量和中高云量。
S1为日照百分率，P为薄云指数，它的数值为P= S1+ nt -1，表示总云量中能够透射的那一部分能量值。
考虑地面反射率A时：考虑地面反射率后的理想大气总辐射Qa与A=0.0时的理想大气总辐射Qi成正比,其比值K 可由下式确定：因此考虑地面反射后的计算散射辐射的一般公式为这里Qa=KQi。
入射太阳辐射计算
入射太阳辐射计算
入射太阳辐射的计算涉及到多个因素，包括太阳辐射强度、地球与太阳的距离、地球表面的大小和形状等。
以下是一个简化的计算方法：
1. 首先，我们需要知道太阳辐射强度。
太阳辐射强度是指太阳在单位面积上产生的能量。
根据太阳光谱，太阳辐射强度在可见光区域（波长约为400-700纳米）约为1.5千瓦/平方米（kW/m²）。
2. 接下来，我们需要考虑地球与太阳的距离。
太阳与地球的距离约为1.5×10¹¹米。
这个距离会影响太阳辐射到达地球时的强度。
根据平方反比定律，太阳辐射强度与距离的平方成反比，即辐射强度= 初始辐射强度/ (距离²)。
3. 然后，我们需要考虑地球表面的大小和形状。
地球的半径约为6.37×10⁶米。
假设地球表面是一个平坦的圆形区域，我们可以计算出地球表面的面积为4πr²，其中r为地球半径。
4. 最后，我们可以计算入射太阳辐射的总能量。
入射太阳辐射的总能量= 太阳辐射强度×地球表面面积×阳光直射时间。
阳光直射时间可以根据地理位置和季节进行调整。
一般来说，阳光直射时间在赤道地区约为12小时，而在极地地区则接近0小时。
需要注意的是，这个计算方法是一个简化的模型，实际情况下，入射太阳辐射的计算要复杂得多，需要考虑诸如大气层的影响、地球自转、季节变化等多种因素。
此外，本文中的数值仅供参考，实际辐射强度和计算结果可能会有所差异。
大气辐射学课后答案
习题1、由太阳常数S 0'=1367 W/m 2,请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐5儿射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）:辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：-rs Fs = 4- d 0 SdpS g_ 2-21.496 1011m1367Wm8 26.96 10 m：6.316 107Wm ，2-4：r s F s=4 3.1415926 6.96 108m 2 6.316 107Wm ， = 3.84 1026W6 2_2二 r e 2S 0 3.1415926 6.37 10 m 1367Wm26：」s3.8445 10 W答案：①6.3x107W/m 2；②3.7X1026W ;③4.5汇10」°,约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47 108km ）为3,在远日点S 1 _ So时（d 2=1.52 10 km ）为S2,求其相对变化值 一 2是多大。
答案：6.5%S 1同 1（ 1）：「s F s = 4.53 1040=1—邑SS1‘一4二d； 4nd；彳1.472=1 _ 21.5221 —0.9353706473、有一圆形云体，直径为2km，云体中心正在某地上空1km处。
如果能把云底表面视为7C 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m2云体：余弦辐射体+立体角根据：2 二F T LCOSB」12。
. 0./4Lcos)sin0 0_ ■ L_ 2又由绝对黑体有F T4f L所以此云在该地表面上的辐照度为1 _8 4= 3^5.6696x10 汉（7+273）二仃4Wm，4、设太阳表面为温度5800K的黑体，地球大气上界表面为300K的黑体，在日地平均距离d0=1.50 >108km时，求大气上界处波长’=10」m的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
太阳辐射的计算与估算
球面几何与太阳位置方程
• 球面三角的几个计算公 式：
• 天穹和坐标
高度角——天体与观察者所处地平面的夹角。通常规定：向天顶方向取正， 向天底方向取负。 方位角——方角，天体与观察者连线在地平面上的投影线与南北方向线之间的 夹角。
太阳位置方程
3 1 2 4 赤黄角： = 2 3 .4 5 sin 2 9 2 .7 9 5 9 3 .6 2 9 8 9 .8 0 6 8 9 .0 1 2
• 太阳时与时差
可收受的辐射
• 采集面上太阳直射辐射
• 采光场所平均日辐射量：
N为同期内一天中最大日照时数，a，b为与地点相关的气候常数。 上界辐照量H0：
Esc为太阳 常数
• 水平面与倾斜面上日辐射量比较
• 散射辐射
在太阳能利用中，受光面不仅可以接受到太阳的直射照射， 而且还可吸收其散射照射。
第二章 太阳辐射的计算与估算
参考书：
地面辐射平衡图
太阳辐射能 的测量
（1）测量直接辐 射可用直接辐射表。
直接辐射表构造主要由光筒和自动跟踪 装置组成，在筒上装置JGS3石英玻璃片， 它可透过0.3～3μm波长的太阳直接辐射。 光筒内部由光栏、内筒、热电堆(感应 面)、干燥剂筒等组成。感应部件是采用 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，冷结点在机体内，在线性范围内产 生的温差电势与太阳直接辐照度成正比。 自动跟踪装置是由底板、纬度架、电机 等组成。
解：天数n=130， 由赤纬角公式得： δ=17.5° 正午时，ω=0，则可求得太阳高度角为：
太阳方位角，As=0 日出和日落的时角有：
于是，
因此，日出时间为5点10分，日落时间为18点50分。 相应的太阳方位角为：
太阳辐射的计算与估算
太阳辐射的计算与估算
首先，太阳辐射可以根据波长进行分类，包括可见光、紫外线和红外
线等。
其中，可见光是人眼能够感知的光线，紫外线和红外线则属于不可
见光，但对人体和自然环境都具有一定的影响。
计算太阳辐射的方法有多种，其中比较常用的方法包括物理模型方法、统计方法、经验关系和遥感技术等。
物理模型方法是通过建立太阳辐射传
播的数学模型，考虑到日地距离、大气条件、地形等因素，利用气象数据
进行计算。
统计方法则是通过对历史气象数据进行分析和统计，推算出辐
射量的变化规律。
经验关系是通过实际观测数据和统计关系建立数学模型，推算出太阳辐射量的估算值。
遥感技术则是通过利用卫星遥感数据，获取
地球表面太阳辐射的空间分布特征。
另外，太阳辐射的计算和估算还受到一系列影响因素的制约。
首先是
地理位置和海拔高度的影响。
在同一经纬度下，赤道地区的太阳辐射要高
于极地地区，海拔高度越高，太阳辐射也会有所减少。
其次是大气条件的
影响。
大气层的厚度、气候状况和气溶胶浓度都会对太阳辐射的传播产生
影响。
此外，云量、云类型和云高度也是影响太阳辐射的重要因素。
最后，季节和时间的变化也会对太阳辐射的强度和角度产生重要影响。
例如，夏
季太阳辐射强度高于冬季，正午的太阳直射角度要大于早晨和傍晚。
综上所述，太阳辐射的计算与估算是一个复杂的过程，需要考虑到太
阳辐射的类型、计算方法以及各种影响因素的综合作用。
对太阳辐射的准
确计算和估算有助于实现对太阳能的合理利用，推动可持续发展和环境保护。
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。
地外水平面太阳辐射量的计算
地外水平面太阳辐射量的计算地外太阳辐射量是指从太阳发射到地球外大气层边缘的电磁辐射。
由于地球的公转运动，地球到太阳的距离会发生变化，因此太阳辐射量也会随之变化。
地球到太阳的平均距离为1个天文单位，即约1.496×10^8千米。
在这个距离下，每平方米面积所接收到的太阳辐射为1361瓦特/平方米。
地球到太阳的实际距离并不是始终不变的，由于地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，因此地球和太阳之间的距离也会发生变化。
当地球距离太阳最近时，即在每年的1月3日左右，距离约为1.4703亿千米；当地球距离太阳最远时，即在每年的7月4日左右，距离约为1.5207亿千米。
这两个时刻的太阳辐射量也是不同的。
当地球距离太阳最远时，每平方米面积所接收到的太阳辐射只有公转轨道上最近距离时的93.5%。
因此，这种变化会对地球的气候和环境产生一定的影响。
地球表面接收到的太阳辐射量可以通过计算大气层外太阳辐射量、大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射等因素来得到。
从地球表面向上看，太阳辐射主要分为直接辐射和散射辐射两种。
直接辐射是指太阳直接照射到地面上的辐射，它的大小与太阳高度角和大气透过率等因素有关。
当太阳高度角在90度时，太阳辐射最强；而当太阳高度角为0度时，则完全没有太阳辐射。
散射辐射是指太阳辐射经过大气层后再次被大气层散射到地面上的辐射，其大小与大气因素（如气压、温度、湿度、空气质量）和太阳高度角等因素有关，散射辐射越大，表示大气层对太阳辐射的吸收越小。
除了直接辐射和散射辐射，地球表面还会接收到来自云层、地球表面和大气层其他物体的反射辐射。
这些反射辐射对地球表面的辐射量也会产生影响，例如云层反射的辐射可以减少地表的热量。
总之，地外太阳辐射量是影响地球表面太阳辐射量的重要因素之一，在计算气候变化、能量平衡等方面都有着重要的应用价值。
太阳直接辐射计算公式
太阳直接辐射计算公式太阳直接辐射是指太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射能。
要计算太阳直接辐射，那可不是一件简单的事儿，这里面涉及到不少复杂的公式和参数呢。
先来说说太阳直接辐射的影响因素吧。
比如说，太阳高度角就特别重要。
太阳高度角越大，也就是太阳越接近头顶，那直接辐射就越强。
这就好比你在大晴天抬头看太阳，中午的时候是不是觉得特别刺眼？那就是因为中午太阳高度角大，直接辐射强。
还有大气透明度，这也是个关键因素。
如果大气很干净，透明度高，太阳直接辐射就能更多地到达地面；要是大气里有很多灰尘、水汽啥的，那直接辐射就会被削弱。
下面咱们就来看看太阳直接辐射的计算公式：$S_{b}=S_{0}P^{m}sin\!h$在这个公式里，$S_{b}$表示太阳直接辐射，$S_{0}$是太阳常数，大约是 1367 瓦/平方米。
$P$是大气透明系数，$m$是大气质量，$h$是太阳高度角。
这个大气质量$m$的计算也有点麻烦呢。
它跟太阳高度角有关系，具体公式是：$m = \frac{1}{sin\!h}$大气透明系数$P$会受到天气条件、地理位置等因素的影响。
一般来说，晴朗无云的天气，$P$的值会比较大。
举个例子吧，假如在一个晴朗的夏日中午，我们所在的地方纬度是30 度，此时太阳高度角是 60 度。
我们假设大气透明系数$P$是 0.8。
首先算大气质量$m$：$m = \frac{1}{sin60°} \approx 1.15$然后把这些值代入太阳直接辐射的公式：$S_{b}= 1367×0.8^{1.15}×sin60°$经过计算，就能得出此时的太阳直接辐射值啦。
不过要注意哦，实际情况中，计算太阳直接辐射可没这么简单。
因为大气的状况是不断变化的，还有地形、建筑物的遮挡等等因素都会影响到最终接收到的太阳直接辐射。
就像我有一次去爬山，早上出发的时候太阳还不太晒，随着往上爬，太阳高度角逐渐变大，到了山顶的时候，那太阳直射下来，感觉特别热。
太阳辐射计算讲座
太阳能990206
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实例：计算东经110°北回归线上1999年6月23日北京时12∶42的太阳高度角及 当日的日落时的方位角。 计算：将JD=110，JF=0，NF=1999，Y=6，R=23，S=12，F=42，各参数输入运行 中的程序；屏幕上立即显示：Er=1.0330，Ed=23.438，Et=－1.84 将北京时12∶42换算成东经110°的地方时，利用式（10），可得Sd=12∶02 加当日时差Et≈－2，得此时当地的S⊙=12∶00，将其代入式（9）得τ=0°，北 回归线处φ=23.442° 最后根据式（8）求得h⊙=89.966° 读者可能产生疑问，为何在北回归线上，夏至日的中午时刻的太阳高度不等于 90°，大家不妨变换NF的输入值，看一看结果不仅都不等于90°，且各年之间还略 有差异。之所以会如此，是因为夏至不仅有日期，还有时刻，很难遇到夏至时刻在 正午是12时的。 在计算日落时的方位角时，由于此时h⊙=0，所以式（12）的形式有所变化： cosA=－sinδ／cosφ （13） 将已知参数代入，得cosA=－0.3977 依照判据90°≤A≤180°，故A=113.44°
3 时差
真正的太阳在黄道上的运动不是匀速的，而是时快时慢，因此，真太阳日的长 短也就各不相同。但人们的实际生活需要一种均匀不变的时间单位，这就需要寻找 一个假想的太阳，它以均匀的速度在运行。这个假想的太阳就称为平太阳，其周日 的持续时间称平太阳日，由此而来的小时称为平太阳时。 平太阳时S是基本均匀的时间计量系统，与人们的生活息息相关。由于平太阳是 假想的，因而无法实际观测它，但它可以间接地从真太阳时S⊙求得，反之，也可以 由平太阳时来求真太阳时。为此，需要一个差值来表达二者的关系，这个差值就是 时差，以Et表示，即
太阳辐射的计算与估算
倾斜面可接受到总的太阳辐照度为以 下三部分之和： 1）太阳直射辐射到倾斜面的部分； 2）天空散射到倾斜面的部分； 3）1、2两项反射到倾斜面上的部分。
• 1）利用前面的球面三角形公式求出每天的 ωr、 ωs和任意时刻的As、 α 。 • 2）将到达水平面上的太阳辐照度分为直射 辐照和散射辐照两部分。 • 3）到达任意倾斜面的太阳辐射分成直射、 散射和地面反射辐照三部分。
• 太阳时与时差
可收受的辐射
• 采集面上太阳直射辐射
• 采光场所平均日辐射量：
N为同期内一天中最大日照时数，a，b为与地点相关的气候常数。 上界辐照量H0：
Esc为太阳 常数
• 水平面与倾斜面上日辐射量比较
• 散射辐射
在太阳能利用中，受光面不仅可以接受到太阳的直射照射， 而且还可吸收其散射照射。
解：天数n=130， 由赤纬角公式得： δ=17.5° 正午时，ω=0，则可求得太阳高度角为：
太阳方位角，As=0 日出和日落的时角有：
于是，
因此，日出时间为5点10分，日落时间为18点50分。 相应的太阳方位角为：
该日正午时太阳高度角73°，方位角0.该日日出时间 为5点10分，太阳方位角是111.4°；日落时间是18点 50分，相应方位角是-111.4°。
球面几何与太阳位置方程
• 球面三角的几个计算公 式：
• 天穹和坐标
高度角——天体与观察者所处地平面的夹角。通常规定：向天顶方向取正， 向天底方向取负。 方位角——方角，天体与观察者连线在地平面上的投影线与南北方向线之间的 夹角。
ห้องสมุดไป่ตู้
太阳位置方程
d1 d3 d2 d4 赤黄角： =23.45 sin 2 92.795 93.629 89.806 89.012
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太阳总辐射通量计算
太阳总辐射通量是指太阳辐射在地球大气层顶端单位面积上的能量流量。
它是太阳能利用的重要参考指标，对于太阳能发电、太阳能热利用和气象学研究等领域都具有重要意义。
本文将介绍太阳总辐射通量的计算方法和影响因素。
1. 太阳总辐射通量的计算方法
太阳总辐射通量的计算方法主要有两种：直接测量法和间接计算法。
直接测量法是通过太阳辐射测量仪器来实时测量太阳总辐射通量。
常见的测量仪器有太阳辐射计、太阳光谱辐射计等。
这些仪器可以测量太阳辐射的不同波段和能量强度，从而计算出太阳总辐射通量。
间接计算法是通过气象数据和地理位置信息来计算太阳总辐射通量。
根据太阳辐射的特性和地球的运动规律，可以利用数学模型和计算方法来预测和计算太阳总辐射通量。
常用的计算方法有日射量模型、天顶角模型等。
2. 影响太阳总辐射通量的因素
太阳总辐射通量的大小受多种因素的影响，包括地理位置、季节、天气条件等。
地理位置是影响太阳总辐射通量的重要因素。
在地球上不同的地理位置，太阳辐射的入射角度和路径长度会发生变化，从而导致太阳
总辐射通量的差异。
通常来说，赤道地区的太阳总辐射通量较大，而极地地区较小。
季节也会对太阳总辐射通量产生影响。
由于地球公转轨道的周期性变化，太阳辐射在地球上的入射角度和路径长度随季节变化而变化，从而导致太阳总辐射通量的变化。
通常来说，夏季太阳总辐射通量较大，冬季较小。
天气条件也是影响太阳总辐射通量的因素之一。
云量、大气透明度等天气条件会影响太阳辐射的传播和接收，进而影响太阳总辐射通量的大小。
晴天时太阳总辐射通量较大，阴天时较小。
3. 太阳总辐射通量的应用
太阳总辐射通量的准确计算对于太阳能利用具有重要意义。
在太阳能发电领域，太阳总辐射通量是评估光伏发电系统发电潜力的重要指标。
光伏发电系统的发电量与太阳总辐射通量密切相关，通过准确计算太阳总辐射通量，可以评估光伏电站的发电潜力和效益。
在太阳能热利用领域，太阳总辐射通量是评估太阳能热水器、太阳能空调等设备性能的重要指标。
通过准确计算太阳总辐射通量，可以评估设备的热收集效率和使用效果，为太阳能热利用提供科学依据。
在气象学研究领域，太阳总辐射通量是研究气候变化、气候模拟等问题的重要参考数据。
通过对太阳总辐射通量的长期观测和分析，可以揭示气候变化的规律和机制，为气候预测和环境保护提供科学依据。
太阳总辐射通量的计算和应用对于太阳能利用和气象研究具有重要意义。
准确计算太阳总辐射通量，可以评估太阳能利用的潜力和效益，为太阳能发电、太阳能热利用和气象学研究等领域提供科学支持。
通过不断研究和改进计算方法，可以提高太阳总辐射通量的准确性和可靠性，推动太阳能利用技术的发展和应用。