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。
Ångström 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Ångström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Ångström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Ångström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。
几乎与此同时，其他领域的研究工作者正致力于斯忒潘一玻耳兹曼常数的测定。
他们接受了Ångström的设计思路，并对其进行了相应的改进。
遗憾的是，他们对Ångström探测器性能的研究结果和改进意见，从未引起气象学界的注意。
1923平CSR在Utrecht会议上采纳了Marten和Angstr6m分别测定的两标尺之差为3．5％的意见，并认定标尺差异之争已获“解决”。
而实际上，诸多科学家对此并不以为然。
1925年在CSR的Davos会议上，以彻底研究Ångström直接日射表误差源为由，要求波斯但观象台与德国物理技术研究所（PTR）协作研制一台绝对直接日射表。
PTRTingwaldt着手设计了一台双腔搅水式直接日射表，并于1930年投入使用。
该仪器参加了在瑞士1）avos物理气象观象台举行的L台Angstrbm直接日射表和银盘直接日射表之间（即两标尺之间）的强化比对。
1935年在CSR的绝对直接日射表分组会议上，对强化比对的结果进行了讨论，两标尺之间的差异，被确定为4．5—5％，与1912年Kimball的结果一样。
在此比对中，Tingwaldt 仪器的读数介于两者之间。
以往采用的3．5％的差异，虽未被证实，但也未采取措施去更改。
相反，提出了一些理由为3．5％的差异进行辩护:其中一个理由是:由于Ångström直接日射表具有矩形接收器，环日辐射带来的影响在低地站（波斯但）要比山地站（Davos）来得高。
总之，两标尺之间差值的争议仍未获解决，两标尺仍在各自的领域作为气象辐射数据的测量标准。
二次大战期间，一切为了解决争端的国际活动均停止了。
战后，CSR于1946年被解散。
CSR的任务改由大地测量学与地球物理学国际联合会（IUGG）下属的国际气象学与大气物理学协会（IAMAP）辐射委员会（RC）承担，其实，早在1919年IUGG运作之始，就已经建立了RC，后来，RC与CSR进行了很好的合作，大多数工作会议一起召开，另外，战后新建的世界气象组织（WMO），其下设的仪器和观测方法委员会（IMO）也设立了辐射工作组。
所有这些组织密切协作，共同筹备19571958年期间举行的国际地球物理年活动。
很明显，如何使世界范围内的日射测量数据协调一致，再次彼提上议事日程。
1956年在Davos 举行的RC期间，形成了一项解决办法:即定义统一的国际直接日射测量标尺（IPsl9S6），不过，它们是一项折中，即在承认两标尺间的差值仍为33年前所建议的3．5％的基础上，IPS-l956以SS-l913减少2％或AS-1905增加1．5％来实现。
为了具体落实IPS-l956，WMOCIMO的辐射工作组干1959年在Davos组织了第1次国际直接日射表比对活动（IPCI）。
在此期间，由于某些主要参与者患病以及多年后才发现的代表AS标尺的与瑞典标准仪器配套使阑的电流表有未判明的故障等而出现了重要的疏漏，结果导致IPS-l956的实现，实际上并未按照原定义的那样去实施。
在1964年举行的IPCⅡ期间，情况仍未得到改善。
只有当现代的电校准腔体式直接日射表被开发研制出来以后，问题才得以最后澄清。
在1970年举行的IPCⅢ期间，已有诸多种类的现代腔体式直接日射表参加，这些比对结果以及1973年瑞士物理气象观象台（PMO）对自1930年以来在该台进行的所有与两标尺之间比对有关的材料进行了重新分析，结果展现出一幅不同标尺相对位置的清晰图表。
它表明，定义IPS-1956时所依据的两标尺之间的差值为3．5％是错误的；同时也表明用传统的直接日射表建立世界范围的辐射测量基准是有困难的，希望应寄托在电校准腔体式直接日射表、即所谓的绝对辐射表上。
自1970年以来，先后共有10种类型计15台绝对辐射表参加了在Davos举行的比对活动。
其间共进行过25000多次测定，主要是由于历史的原因，PACRAD被当做比对的标准，测定结果相当一致，都集中在以高于PACRAD0．2％为中心的10．8％的范围内，其中的一半甚至聚焦在±0．15％范围内。
数值如此集中，表明国际单位制（SI）全辐照度的真值就在此范围内，井表明可据此来定义新的国际辐射标准—世界辐射测量基准（WRR）。
由于ECR和nBC参加同步比对的次数不到30次，而其它仪器则多于1000次，因此在计算加权平均值时，未将它们包括在内。
为了考虑仪器的类型而不是仪器的数量，仅计算了各类型的平均值，权重日子按反比于每种仪器原定绝对精度的均方根取值。
各绝对辐射表的综合结果与PACRAD的比值为1．0019，即198＝年世界气象组织决定启用WRR，它的下确定度为10．3％。
旧标尺转换成WRR的转换因子为WRR／AS1905－1．026WRR／SS1gl3＝0．977为了保证WRR的长期稳定，决定建立世界基准组（WSG）。
WSG的成员必须满足下列要求:（1）长期稳定性优于±0．2％；（2）仪器的准确度优于±0．3％；（3）仪器的设计不同于组中其它类型仪器。
在前述10种类型仪器中，共有4种5台仪器符合上述要求。
最后决定由ACR310、CROM、PACRADE和PMO2组成WSG。
它们保存在瑞士Davos的世界辐射中心。
为了了解其稳定性、组内的仪器每年至少比对一次。
尽管如此，1980年进行IPCV时，ACR310仍因出了问题而退出了WSG。
1985年决定重建WSG。
此次WSG的成员由4名增至5名，即PACRADⅢ，CROM2，CROM3，PMO2和PMO5。
后来又增加了MK67814和HF18748，即目前WSG系由7台仪器构成。
经过多年运行实践表明，WRR的长期稳定性优于2×10-4。
就在WRR建立的同时，国际计量学界在研究低温绝对辐射计（CAR）方面也取得了重大进展。
所谓CAR也是以电替代法为原理，以超低温、超电导和高真空为手段的现代辐射功率测量仪器。
它与常温绝对辐射表相比，有以下几方面的特点:（1）在超低温下，周围的杂散辐射可降至忽略不计的程度；此时纯铜的热容比常温时降低3个数量级，热导率提高:个数量级，吸收比非常接近于1，消除了辐射加热与电加热的不等效性；（2）超导技术的应用，消除了电加热引线不必要的欧姆热损，提高了准确度；（3）高真空环境消除了空气对流和热微扰。
CAR的测量不确定度为4×1O-5，长期稳定性优于1×10-5。
正因CAR具有世界最高的准确度，将WRR与其进行一次比对，就是一项极有科学价值的计量工作。
此项工作已由英国国家物理实验室（NPL)和世界辐射中心的专家共同完成。
由于二种仪器的量程不一，相差近20倍，故比对只能分步骤地间接进行。
结果表明，WRR与NPLSI标尺之间的一致佳优于0.03％。
这再次表明WRR的可信度是很高的。
2、太阳常数太阳发出的能量不仅对于能源利用是重要的，它对于地理上所有生命来说都是至关重要的。
地球上的天气、气候则完全受其入射量和其它与地球大气、海洋、陆地等相互作用的制约。
地球接收的太阳能哪怕只有千分之一的变化，只要是持续不断的，就会对天气、气候产生重要的影响。
正因为如此，在气象学中，太阳常数测定工作一直受到关注。
在气象学领域内，除了天气预报这项永恒的主题外，没有哪一项工作，能象太阳常数测定那样应用了从高空气球、飞机、火箭到卫星和航天器等如此众多的现代高科技手段。
另一方面，从太阳光谱的变化能了解太阳大气中发生的变化，了解太阳常数的短期变化有助于推知太阳内部的机制，所以太阳常数的测定也是太阳物理学界极为关心的课题。
自进入大空时代以来，各种宇航器不断进入太空。
它们的热状况直接受到太阳常数值的影响，因而准确地测定太阳常数又成了宇航工作者的目标之一。
宇航界所掌握的技术无疑是最先进的，所以他们的参与大大促进了这项工作的进展；尽管如此，太阳常数测定的进展总体上讲仍然是比较缓慢的，主要与下述原因有关: （1）受辐射测量准确度的制约，从国际单位制7项基本单位的测量准确度来看，辐射度是其中最低者。
美国对太阳观测现状及发展趋势
美国对太阳观测现状及发展趋势摘要本文简述了美国主要太阳观象台的发展概况及其主要观测设备，介绍了如何观测太阳活动及其所引起的空间天气的变化，如何获取高分辨率太阳大气特性观测资料的方法，以及介绍了地基天文科学观测的发展趋势。
关键词太阳观象台；空间天气；地基；观测0 引言当前，对太阳和空间天气的研究从国家战略利益而言显得越来越重要了。
随着科技的进步，国家安全系统反而更易受到攻击。
例如，当我们处于地方性的电力发电、输送和使用时，地磁暴的威力并不显著；但现在，相互连接的电力网趋向于一个大的天线，在地磁场发生变化时就更易受到攻击。
较小的电子元件具有越来越大功效的同时，它们受到空间天气影响时，受到的伤害也愈大。
此外，当我们正把精密的仪器设备或人送入太空时，如果遇到一个空间事件发生，后果将是灾难性的。
在一个不成熟的科学领域，个人利用简单的一些数据就能够进行科学研究。
但随着该领域研究成果的逐渐成熟，问题会变的精细，这就要求有大量的数据去处理感兴趣的问题。
太阳科学正在日趋成熟，这样，你就需要积累大量的天文观测数据来解决这个问题。
西方国家特别是美国从20世纪50年代相继建立了不少太阳地面观测站，对太阳和空间天气进行研究，取得了辉煌的成就。
特别是近几年，美国几乎每年都要发射太阳观测卫星，对太阳进行观测研究。
这为揭开太阳之迷，进一步研究空间天气奠定了基础。
本文主要介绍了当前和历史上美国主要的天文台，并就地基科学观测的发展趋势进行了展望。
1 美国天文台及其设备简介1.1国家太阳观象台（NSO）1.1.1 Kitt Peak 及McMath-Pierce太阳望远镜1947年，美国国家气象台高空大气研究中心（HAO）接到空军的合同，要在新墨西哥萨克拉曼多山顶上建立一个太阳观测站。
2年后，一个科学家小组与哈佛大学合作，开始用日冕观测仪观测太阳。
在科内尔大学的支持下，无线电设备组也开始收集50到200 MHz的数据。
6年后，一套太阳观测附加设备在亚利桑那州的凯特山顶建成。
光伏组件标准测试条件的辐照度要求为
光伏组件标准测试条件的辐照度要求为根据你提供的主题，我将撰写一篇有关光伏组件标准测试条件中辐照度要求的文章。
文章将以知识文章格式进行撰写，以探讨这一主题，并会根据你的要求进行深度和广度兼具的评估和分析。
【主题】光伏组件标准测试条件的辐照度要求一、引言在当今世界，人们越来越意识到使用可再生能源的重要性。
太阳能作为可再生能源的重要组成部分，得到了广泛的应用。
然而，为了确保太阳能电池组件的性能和质量，我们需要了解光伏组件标准测试条件中对辐照度的要求。
二、光伏组件标准测试条件的定义1. 光伏组件标准测试条件，简称STC (Standard Test Conditions)，是指在标准温度和辐照度条件下，对太阳能电池组件进行性能测试的条件。
通常，STC包括25°C的温度和1000W/m²的辐照度。
2. 在STC条件下进行测试可以使不同厂家生产的太阳能电池组件具有可比性，帮助用户更好地选择适合自己需求的产品。
三、对辐照度的要求1. 标准的辐照度要求根据国际电工委员会（IEC）的相关标准，光伏组件的标准测试条件中，辐照度要求是1000W/m²。
这意味着在太阳辐射强度为1000W/m²时，进行测试可以获得STC下的性能数据。
2. 辐照度对光伏组件性能的影响辐照度是指单位面积上接收到的太阳光的能量。
辐照度的变化会直接影响光伏组件的输出功率和效率。
在实际应用中，光伏组件面对的太阳辐射并不总是1000W/m²，因此了解在不同辐照度下的性能表现非常重要。
四、个人观点和理解作为一名太阳能技术从业者，我对光伏组件标准测试条件中辐照度要求的重要性深有体会。
充分了解STC条件下的辐照度要求，不仅有助于厂家生产出更高质量的产品，也可以帮助用户更准确地评估产品性能和选择合适的光伏组件。
五、总结光伏组件标准测试条件的辐照度要求是确保太阳能电池组件性能和质量的重要标准之一。
通过理解STC条件中对辐照度的要求，可以更好地评估光伏组件的性能。
回顾IPCC30年(1988—2018年)
回顾IPCC30年(1988—2018年)回顾IPCC30年(1988—2018年)1988年，联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)共同成立了一个专门委员会，名为“政府间气候变化专门委员会”(Intergovernmental Panel on Climate Change, 简称IPCC)。
成立之初，IPCC的目标是通过全球科学家的协作，评估气候变化的科学、社会和经济影响，为全球政策制定者提供科学建议。
现已经过30年的发展，IPCC在全球范围内取得了巨大的成功和影响。
首先，回顾IPCC的工作内容和成果。
自成立以来，IPCC 已经发布了五次全球气候变化评估报告，以及多个专题报告和特别报告。
这些报告详细描述了气候系统的变化、人类活动对气候变化的影响，以及应对气候变化的潜在措施。
IPCC所汇总的全球气候研究成果成为各国政府和其他利益相关者制定政策和规划的重要依据。
此外，IPCC还组织了多个国际会议，促进各国之间的合作和交流。
通过IPCC的工作，全球对气候变化的认识和应对措施不断加强，起到了积极的推动作用。
其次，回顾IPCC科学报告的主要发现。
IPCC的报告揭示了人类活动对地球气候系统的重大影响。
其中，最重要的发现之一是气候变暖现象。
IPCC确定，地球的平均表面温度在过去一个世纪里上升了0.85摄氏度，且由于温室气体排放而导致的气温上升成为主要原因。
报告还指出，人类活动导致的排放增加了二氧化碳等温室气体的浓度，增强了地球大气对太阳辐射的吸收，导致气温上升。
此外，报告还警告了与气候变化有关的其他问题，包括冰川消退、海平面上升、极端天气事件增多等。
再次，回顾IPCC在国际气候谈判中的作用。
IPCC的报告对于推动国际谈判和协议起到了重要作用。
其中最重要的成果之一是《联合国气候变化框架公约》(United Nations Framework Convention on Climate Change, 简称UNFCCC)和《京都议定书》(Kyoto Protocol)的制定。
中国近30年太阳辐射状况研究
第9卷 第1期应用气象学报V o l.9,N o.1 1998年2月QUA R T ERL Y JOU RNAL O F A PPL IED M ET EOROLO GY February1998 中国近30年太阳辐射状况研究Ξ李晓文 李维亮 周秀骥(中国气象科学研究院,北京100081)提 要该文统计了中国地区1961～1990年近30年地面总辐射、直接辐射和散射辐射的变化.结果表明,中国大部分地区近年来太阳总辐射和直接辐射呈减少趋势.在排除了大部分云的影响后,对太阳辐射的统计也给出了类似结果.对云量和地面能见度近30年变化规律的统计分析发现,中国大部分地区的能见度呈下降趋势,但云量的变化并不明显.初步认为,近年来大气混浊度和大气中悬浮粒子浓度的增加是引起中国某些地区直接辐射量下降的可能原因之一.关键词:中国地区 太阳辐射 云量 能见度引 言太阳辐射是地球2大气系统最重要的能量来源,也是产生大气运动的主要动力,它从根本上决定着地球2大气的热状况.我们知道,地球大气上界某一点的太阳辐射中长期变化非常小,而到达地面的太阳辐射量的变化则较大,造成这种差别的原因是大气对太阳辐射的吸收和散射不同,它与大气成分、云量、大气中水汽的含量、以及大气悬浮物含量等的变化密切相关.因此,研究到达地面的太阳辐射量的中长期变化规律,不仅有助于了解某地区气候变化的规律,还可以通过太阳辐射的变化状况,间接推断该地区的其它一些大气状况,如大气中气溶胶粒子的消光系数等的变化趋势[1,2].本文统计了全国55个日射站1961～1990年30年地面太阳辐射量的变化规律,并进一步对排除大部分云影响后的太阳辐射变化规律进行了研究,这些统计结果不仅给出了中国地区近30年来地面太阳辐射量的变化趋势及其分布,也是进一步了解中国地区大气浑浊度变化趋势的基础.1 太阳辐射量的变化规律本文所用太阳辐射资料为全国55个日射观测站1961～1990年30年每日日总量观测资料,单位均统一为M J m2・d.Ξ本文由国家自然科学基金重大项目资助.1996207218收到,1996209205收到再改稿.1.1 太阳辐射量的年变化趋势首先计算了近30年来55个站日总辐射量的年平均距平值,结果发现,自1976年以来绝大部分站点总辐射日总量距平为负值.因此,以1976年为界(即将30年划分为1961～1975年和1976～1990年2个时段),计算出1976～1990年年平均总辐射的距平值,其全国分布状况如图1所示.由图1可见,除河南北部,青藏高原南部一小部分地区以外,全国大部分地区近15年来总辐射的距平为负值.参加统计的55个站中,1976～图1 中国地区1976～1990年总辐射年平均距平图(实线:正距平,虚线:负距平)(M J m 2・d )1990年平均距平为负的站有50个.这说明,中国地区太阳总辐射量近30年来呈下降趋势.图中两个最大的负距平中心分别位于长江下游地区及甘肃和宁夏地区.直接辐射近15年的距平分布与总辐射距平分布相似.近15年散射辐射年平均距平分布表明(图略),中国大陆中纬大部分地区为散射辐射的负距平区.我们知道,云量的变化是决定到达地面的太阳总辐射日总量变化趋势的重要因素之一,为了说明云对太阳辐射的影响,在图2中给出了1976～1990年全国总云量年平均距平分布图(距平值放大10倍),所用资料为160个常规气象站点30年的日平均观测资料.从图2中可以看出,中国地区近30年来总云量变化很小,最大的负距平中心位于新疆西部,其值为-0.3成,而在中国其他地区,云量距平均小于0.1成.因为长江中下游地区总云量均为零距平或负距平,该地区总辐射量负距平中心的形成显然不是云量变化的结果,而位于甘肃、青海地区总云量的小正距平中心可能对形成该地区的太阳总辐射量负距平中心有所贡献.1.2 排除部分云影响后太阳辐射量的年变化趋势如果不考虑30年来大气气体组分的微小变化,那么,某一地区到达地面的太阳辐射量的年变化趋势除了与云量的变化有关以外,还与大气透明度、水汽含量以及一些地方性天气条件如地面沙尘等有关.如果能统计出全国晴天的总辐射、直接辐射及散射辐射,以这些数据为基础,就可以反演得到中国地区近30年来大气透明状况变化的一个总趋521期 李晓文等:中国近30年太阳辐射状况研究 图2 中国地区1976～1990年总云量年平均距平图(单位:×0.1成)势[1].但由于我们所掌握的资料为每日的积分日总量,无法得到严格意义上平面无云的日总辐射.在此我们引进了天空云况判别因子P ,并在保证统计量时间和空间连续的前提下最大限度地排除云的影响,以期得到中国地区大气透明状况及其变化趋势的一个初步概念.定义天空云况的判别因子P 为直接辐射日总量与散射辐射日总量之比,为了保证资料统计的连续性,将判别标准定为:P >1.2.为了了解这一标准能否排除大部分云的影响,进一步统计了每日14时的云量值,在符合P >1.2标准的云量资料中,云量大于5成的资料占23.8%,2～5成的占16.2%,而2成以下的占60.0%.全国各站的14时平均云量值为6.2成,而经过P >1.2判别后所选用云量资料平均值仅为2.7成.以上统计结果表明,选用判别因子P 来判明每日云量多寡是有效和合理的,且能够排除大部分云量的影响.利用判别的太阳辐射资料,计算了全国各站近30年来的年平均太阳辐射距平值(见图3).从图中我们可以发现与图1相似的分布规律,即近15年全国大部分地区在排除大部分云量影响后,总辐射量距平值仍然为负,其中小于-1.0M J m 2・d 的明显负距平中心有3个,除了位于长江中下游地区以及青海、甘肃地区的两个中心与图1显示的两个中心重合以外,另外一个明显的负距平中心在四川、贵州地区.图4给出了排除大部分云的影响后中国地区直接辐射日总量1976～1990年相对于1961～1990年的年平均距平图,由图可见,直接辐射的变化状况与图3总辐射变化基本相似,但负距平区域扩大到除西藏南部地区以外的全部中国地区.3个负距平中心的地理位置也没有变化,但范围有所变化,范围最大的-1.2距平中心位于四川、贵州两省,其次是位于青海、甘肃省境内的负距平中心,长江中下游的负距平中心面积较小,分别位于江苏省南部及湖北省武汉市附近.由于统计的太阳辐射变化规律中排除了大部分云的影响,某一地区太阳直接辐射的变化趋势就与该地区大气的浑浊度变化密切相关,在其62 应 用 气 象 学 报 9卷图3 中国地区1976～1990年太阳总辐射年平均距平(P >1.2)图4 中国地区1976～1990年太阳直接辐射年平均距平(P >1.2)它大气条件相同时,直接辐射越小,说明该地区大气越浑浊.近30年来中国广大地区地面太阳辐射的降低趋势说明中国地区大气浑浊度的增加.实际上,随着我国70年代以来的改革开放,工业生产和国民经济迅速发展,大气中的悬浮污染物也在逐年增加.L iX iaow en 等[3]曾讨论过四川盆地近期的降温及其可能机制,并推测盆地中气溶胶粒子浓度的增加是引起这一地区降温的重要原因之一.这与本文的统计结果,即四川盆地近15年处于太阳直接辐射负距平中心也相符.2 地面能见度的变化规律为了排除雾对能见度的影响,我们采用了全国60个站点每日北京时间14时的能见721期 李晓文等:中国近30年太阳辐射状况研究 度观测资料.图5为1976～1990年年平均地面能见度距平图.图中中国东部大部分地区图5 中国地区地面能见度1976～1990年年平均距平分布图(单位:级)呈现负距平,而负距平中心则位于四川省.这个能见度的负距平中心与图4中排除部分云量影响后太阳直接辐射最大的负距平中心正好重合,这说明四川地区地面大气中悬浮粒子浓度增加是引起该地区太阳直接辐射量降低的重要原因之一.这一结论也与文献[3]中统计的四川地区近几十年来降温现象相符.图4中的另一个直接辐射距平中心位于长江中下游地区,也处于地面能见度的负距平区域内.另外,这两个直接辐射的负距平中心均处在沙尘暴极少发生的区域.沙尘暴引起地面能见度的变化不大.可以推测,在排除了大部分云的影响以后,该地区地面附近人为造成的大气悬浮粒子浓度增加应该是引起太阳辐射降低的重要原因之一.另一个太阳直接辐射的负距平中心位于青海、甘肃省境内,但图5显示的这一地区近15年来地面能见度为零距平和正距平,即该地区地面大气悬浮粒子呈减少趋势.这说明引起青海地区太阳直接辐射近年来降低的原因与前两个地区有所不同,它不是由于近地面层大气悬浮粒子浓度的增加引起的.杨东贞[4]统计了近30年来西北地区沙尘暴发生的频率,发现该地区70年代沙尘暴发生频率较高,进入80年代以来呈下降趋势,这一结论与本文统计的这一地区近15年来地面能见度状况好转相符,但仍无法解释该地区晴天太阳直接辐射的明显降低.因为缺乏这一地区大气中上层一些物理量的观测资料,这种现象的具体原因将有待进一步研究探讨.3 3个特殊地区太阳辐射变化趋势及其特征为了研究图4中表示的3个最大的直接辐射负距平区太阳辐射的变化趋势及其特征,我们将这3个区域中的14个辐射站抽出作了单独研究.现将图4中的青海、甘肃省负距平中心区称为1区,四川、贵州省的负距平中心区称为2区,长江中下游地区的负距平中心区称为3区.通过对这几个地区在排除了大部分云的影响后,总辐射、直接辐82 应 用 气 象 学 报 9卷射、散射辐射和地面能见度年变化趋势的统计,来寻找这3个特殊地区太阳辐射变化趋势的不同特征(见图6).由图可见,这3个地区太阳总辐射和直接辐射均呈明显下降趋势,以直接辐射为例,在排除云的影响后,80年代与60年代相比,3个特殊区域的直接辐射分别降低了13.1%,17.4%和16.0%,但其特点有所不同.1区太阳总辐射和直接辐射值的明显下降点发生在1977年,与2区和3区明显下降点在1974年相比晚了3年,在这个明显下降点之前,3个区域晴天太阳总辐射和直接辐射变化均很小.另外,从1986年开始,1区的辐射值有一明显回升,2、3两区则没有特别明显的回升.图6表明近30年来3个区域散射辐射的变化均不明显,1区在1976～1978年有一极大值,进入80年代以后则持续下降,而2区和3区基本没有变化.图7为这3个区域每日14时地面能见度近30年的变化趋势,从图中可以看出,1区也显示了完全不同于2、3两区的趋921期 李晓文等:中国近30年太阳辐射状况研究 势.1区地面能见度基本上没有变化,而2、3两区均呈明显的下降趋势,80年代比60年代能见度值分别降低了5.8%和11.4%.由以上分析可以看出,青海、甘肃地区的太阳辐射负距平中心与其它两个负距平中心相比有明显的变化特征,而造成这种不同的原因还有待进一步深入讨论.图7 3个特殊区域地面能见度年变化趋势图4 结 论通过对全国55个辐射站点1961～1990年30年间地面太阳辐射变化趋势的统计分析,可以得出以下结论:(1)全国大部分地区地面总辐射量近30年来呈下降趋势,对地面直接辐射的分析也有相似结论.(2)在排除了大部分云的影响后,除西藏南部地区以外,中国其它地区近30年来总辐射和直接辐射均呈下降趋势,其中下降趋势最明显的3个地区分别为:青海、甘肃地区,四川、贵州地区以及长江中游地区.(3)通过对全国60个站点近30年每日14时地面能见度变化规律的统计分析推测,地面大气悬浮粒子浓度的增加对四川、贵州地区及长江中游地区太阳直接辐射的减少有较大贡献,而青海、甘肃地区近30年来直接辐射的降低与近地面大气的浑浊度下降无关,其具体原因尚待进一步深入探讨.参考文献1 邱金桓.从全波段太阳直接辐射确定大气气溶胶光学厚度.大气科学,1995,19(4):385～394.2 王炳忠,刘庚山.我国气溶胶状况再研究.太阳能学报,1992,13:79～84.3 L i X iaow en ,Zhou X iuji ,L iW eiliang ,et al .T he Coo ling of Sichuan P rovince in recent 40years and its p robablem echanis m s .A cta M eteorolog ica S inica ,1995,9(1):57～68.4 杨东贞,房秀梅,李兴生.沙尘暴发生趋势及其原因的分析.(应用气象学报待发表).3 应 用 气 象 学 报 9卷ANALY SIS OF THE S OLAR RAD I AT I ON VAR I AT I ONOF CH INA IN RECENT 30Y EARSL i X iaow en L iW eiliang Zhou X iu ji(Ch inese A cad e m y of M eteorolog ica l S ciences ,B eij ing 100081)AbstractT he variati on trends of global radiati on ,direct so lar radiati on and scattering so lar radiati on data in Ch ina from 1960to 1990are analyzed .T he resu lts show that the global radiati on and direct radiati on in m o st p art of Ch ina had very obvi ou s decreasing trends inrecen t years.T he sam e conclu si on is go t after p artly rem oving the effect of cloud .T he variab le p attern s of the cloud am oun t and su rface visual range in recen t 30years w ere calcu lated ,and the resu lts show that the visual ranges in m o st p art of Ch ina decreased ,bu t the variati on s of cloud am oun t w ere no t obvi ou s.B ased on the above analysis ,the p reli m inary conclu si on is draw n that the increase of the atm o sp heric tu rb idity is one of the po ssib le reason s fo r the obvi ou s decrease of the su rface so lar radiati on .Key words :Ch ina regi on So lar radiati on C loud am oun t V isib ility131期 李晓文等:中国近30年太阳辐射状况研究 。
太阳光能量密度测量计算_理论说明
太阳光能量密度测量计算理论说明1. 引言1.1 概述太阳能作为一种清洁可再生能源，受到越来越多的关注和利用。
在太阳能利用中，准确测量和计算太阳光能量密度是非常重要的一项工作。
准确的太阳光能量密度测量结果可以为太阳能系统设计、性能评估和优化提供依据。
本文旨在介绍太阳光能量密度测量计算的理论原理和方法，并探讨其应用领域。
1.2 文章结构本文分为引言、正文、理论说明和结论四个部分。
引言部分首先概述了本文的背景与目的，简要介绍了太阳光能量密度测量计算的重要性以及本文的结构安排。
正文部分包括了对太阳光能量密度测量方法的介绍、太阳光能量密度计算公式推导以及其应用领域等内容。
在这一部分，将详细介绍各种常用的太阳光能量密度测量方法，并推导出相关计算公式；同时探讨了这些方法在不同应用领域中的实际运用情况。
理论说明部分将重点解析光谱辐射及其测量原理，介绍光谱辐照度的计算方法，并深入分析光谱能量密度与太阳能利用效率之间的关系。
这一部分旨在为读者提供更加深入的理论认识和理解。
结论部分将对全文进行总结回顾，并展望太阳光能量密度测量计算的未来发展方向。
同时，还将探讨本篇文章对太阳光能量密度测量计算领域的启示和潜在影响。
1.3 目的本文的主要目的是系统地介绍太阳光能量密度测量计算的理论原理和方法，并通过分析其应用领域和与光谱能量密度以及太阳能利用效率之间的关系，增进读者对该领域的认识和了解。
相信通过本文的阅读，可以使读者获得关于太阳光能量密度测量计算方面丰富而有价值的知识。
2. 正文:2.1 太阳能量密度测量方法介绍太阳能量密度是指单位面积上太阳辐射能量的强度。
为了准确测量太阳能量密度，科学家们开发了多种测量方法。
其中比较常用的方法有：辐射计测量、光谱法测量和热电偶测量等。
辐射计是一种常见的太阳能量密度测量仪器。
它通过感知来自太阳的辐射，并将其转化为电信号进行测量。
这类仪器通常采用高精度光电二极管或硅光电倍增管作为传感器，可以有效地测得单位面积上的辐照度值。
中国太阳辐射时空变化趋势研究
中国太阳辐射时空变化趋势研究
王凌钰;周勇;刘艳峰
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2024(54)6
【摘要】近年来受雾霾、PM2.5等环境污染影响,地表太阳辐射变化剧烈。
分析研究太阳辐射时空变化规律对于太阳能资源利用的部署和规划有着重要意义。
本文研究基于85个太阳辐射数据监测台站数据及太阳辐射估算模型,补全了1994个台站1970—2020年的太阳辐射数据,在此基础上利用创新趋势及M-K突变检测分析了各台站的长期变化趋势及突变情况,得到了中国年、季节总太阳辐射时间变化的空间分布。
结果显示:在1970—2020年间,我国的年总太阳辐射整体呈减小趋势,平均变化为-4.26 MJ/(m~2·a);西藏西部、甘肃西部及陕西中部呈现增大变化趋势,平均变化约30~105 MJ/(m~2·a);在山西、河南、山东的部分地区,减小趋势最快,约为-100~-45 MJ/(m~2·a);春季总太阳辐射呈增大趋势,平均变化为0.89 MJ/m~2,夏季总太阳辐射减小趋势最明显,平均变化为-2.40 MJ/m~2。
【总页数】10页(P103-111)
【作者】王凌钰;周勇;刘艳峰
【作者单位】西安建筑科技大学;绿色建筑全国重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.我国地面太阳辐射量的时空变化研究
2.基于LM-BP神经网络的西北地区太阳辐射时空变化研究
3.1998-2002年中国地表太阳辐射的时空变化分析
4.2003～2012年中国地表太阳辐射时空变化及其影响因子
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我国年太阳辐射总量的分布规律
我国年太阳辐射总量的分布规律太阳辐射是地球上植被生长、农作物发育和人类活动的重要能量来源。
因此，研究太阳辐射的分布及其变化规律，对了解地球气候及其变化，有利于掌握合理的生态及农业栽培技术，具有重大的研究价值。
本文主要对我国年太阳辐射总量的分布规律进行研究，为进一步深入挖掘太阳辐射规律及其对气候变化的影响，提供重要参考依据。
一、我国年太阳辐射总量根据我国气象部门公布的数据，经过2012-2017年太阳辐射总量监测，我国年太阳辐射总量为2243.3～2269.3 MJ/m2，平均水平为2250.0 MJ/m2。
在全国范围内，太阳辐射总量依次随着经度的增加而增加，随着纬度的增加而减少，这是由于海拔高度的不同，热气流的差异所致。
二、我国太阳辐射总量的季节性变化太阳辐射总量呈现明显的季节变化规律。
我国太阳辐射总量最高的是春季，最低是秋季，其中热带地区春秋季节幅度较大。
东北地区夏季和冬季的太阳辐射总量分别较高，而中南地区则大多较低。
原因是东北夏季气温比较高，能量的吸收速度较快；而中南地区则夏季温度较高，能量的放出速度比较快，减少了太阳辐射总量。
三、我国太阳辐射总量的日变化我国的太阳辐射总量，也会根据日期的变化而变化。
从年至季节，每月1日至每月31日，都有不同的太阳辐射总量。
基本上，随着日期的增加，太阳辐射总量也会增加，而最大值往往出现在夏季，比如6月21日至7月6日之间，可以达到9.6 MJ/m2/d左右。
四、我国太阳辐射总量的地区差异我国太阳辐射总量在地区上也存在显著差异。
从广大地区而言，受到大气垂直结构和海拔高度的影响，西部较东部太阳辐射总量高出20～40%，而南部也比北部多出15～30%。
而且，在各地区内部，由于气候条件的不同，太阳辐射总量也有着不同的特点。
因此，我们必须准确掌握太阳辐射总量的分布规律，才能适当调整农作物生长期和种植方式。
五、我国年太阳辐射总量的综合分析总之，我国太阳辐射总量呈现出明显的空间分布和时间变化规律，其中空间分布和时间变化是我国太阳辐射总量的重要特征。
年均标准太阳辐照时间 有效利用小时数
年均标准太阳辐照时间（Annual Average Standard Solar Radiation）是用来描述一个地区或地点一年内接收到的太阳辐射总量的指标。
它也可以用来衡量这个地区的日照光照程度，是评估该地区适宜进行太阳能利用的重要参数。
有效利用小时数（Effective Utilization Hours），又称太阳能利用小时数，是指在一定时间范围内，太阳能资源可以被有效利用的小时数。
它是评价太阳能资源充足度和开发利用潜力的重要指标之一。
在本文中，我们将深入探讨年均标准太阳辐照时间和有效利用小时数的概念、意义和应用。
通过此文，您将更全面地展望太阳能资源的可利用性和开发前景，以期为太阳能产业的发展和应用提供有益的参考。
1. 概念解释年均标准太阳辐照时间是指一年内单位面积接收到的太阳总辐射量，单位为千卡/平方厘米。
它可以用来表示一个地区的日照光照情况，越高的辐照时间意味着太阳能资源越丰富。
而有效利用小时数则是指在一定时间范围内，能够被有效利用的太阳能资源的小时数。
它通常和太阳能设备的工作效率有关，也可以反映出太阳能资源的实际利用情况。
2. 意义和应用年均标准太阳辐照时间和有效利用小时数是评估太阳能资源的重要指标，对于太阳能资源的开发利用和太阳能设备的布局设计具有重要的指导意义。
通过对这两个指标的分析，可以评估一个地区的太阳能资源充足程度，为太阳能光热、光伏等设备的选址和布局提供科学依据。
它还可以帮助政府制定相关的能源政策，促进太阳能产业的发展和利用。
3. 个人观点在我看来，年均标准太阳辐照时间和有效利用小时数是评价一个地区太阳能资源丰富程度的重要指标，也是推动太阳能产业发展的重要依据。
随着清洁能源的重要性日益凸显，太阳能资源的利用将成为未来能源发展的重要方向。
我们应该更加重视并研究这两个指标，以期更好地利用太阳能资源，推动清洁能源产业的发展。
4. 总结回顾通过本文的深入探讨，我们不仅对年均标准太阳辐照时间和有效利用小时数有了更加全面的认识，也了解了它们在太阳能资源开发利用中的重要意义和应用。
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。
Ångström 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Ångström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Ångström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Ångström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。
近30年中国太阳总辐射时空特征及趋势分析
近30年中国太阳总辐射时空特征及趋势分析喻丽;王姝苏;褚荣浩;顾俊杰;潘亮东【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)033【摘要】[目的]研究近30年我国太阳总辐射时空分布特征及长期变化趋势.[方法]利用全国62个站点1986—2015年太阳总辐射实测资料,分析了总辐射时空分布以及变化趋势.[结果]我国太阳年总辐射总体呈现出较为明显的波动上升趋势,而季节总辐射上升幅度从大到小依次为春季、夏季、冬季、秋季;太阳总辐射呈现出西北高、东南低,内陆高、沿海低,高原高、平原低,干燥区高、湿润区低的空间分布特征,青藏高原、川黔渝山地分别为我国太阳总辐射高值和低值区;春夏两季太阳总辐射的增加是全年总辐射上升的主要原因;1996—2005年总辐射量的显著增加是导致30年来我国总辐射量增加的重要原因之一.[结论]该研究可为我国太阳能资源的有效利用提供重要科学依据.【总页数】6页(P192-196,239)【作者】喻丽;王姝苏;褚荣浩;顾俊杰;潘亮东【作者单位】江苏省盐城市大丰区气象局,江苏盐城224100;江苏省盐城市大丰区气象局,江苏盐城224100;南京信息工程大学应用气象学院,江苏南京210044;江苏省盐城市大丰区气象局,江苏盐城224100;江苏省盐城市射阳县气象局,江苏盐城224300【正文语种】中文【中图分类】S161.1;P467【相关文献】1.怒江流域近30年太阳总辐射变化趋势 [J], 石磊;杜军2.怒江流域近30年太阳总辐射变化趋势(英文) [J], 石磊;杜军3.中国近30年间结直肠癌死亡趋势分析 [J], 刘晓雪;宇传华;周薇;王永博4.近30年中国暴雨时空特征分析 [J], 林建;杨贵名5.中国乒乓球近30年知识图谱与热点趋势分析 [J], 丁颖;洪晨璐;吴飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。