太陽(yáng)輻射計(jì)算講座第一講太陽(yáng)能中天文參數(shù)

輻射計(jì)算講 太

在能利用工作中,了幫助讀者掌握輻射計(jì)算方法,請(qǐng)長(zhǎng)期從事輻射研究工作的中國(guó)氣象科 究員編寫(xiě)了《輻射計(jì)算供大家學(xué)習(xí)、參考。編者第一講能中天文參數(shù)的計(jì)日地地球繞公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形的,位于橢圓兩焦點(diǎn)中的一個(gè)。發(fā)自到達(dá)地球表面的輻射能量與日地間距離的平方成反比,因此一個(gè)準(zhǔn)確的日地距離值R就變得十分重要了日地平均距離R0又稱(chēng)天文單位,

例如11日其積日為11231日的積日365,閏年則為366等等。14或者,更準(zhǔn)確地講等于149597890±500km。日地距離的最小值或稱(chēng)近日點(diǎn)098310文單位,日期大7月4日。地球處于日地平均距44105日。由于日地距離對(duì)于任何一年的任何一天都是精確已知的,了避免日地距離用具體長(zhǎng)度計(jì)量單位表示過(guò)于冗長(zhǎng),一般均以其與日地平均距離比值的平方表示,ER=r/r02,,0r,并無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別,只是在使用時(shí),需要注意,不可混淆。得到的數(shù)學(xué)表達(dá)式100025in006in03cos0021)式中2t/642 2這里t又由兩部分組成,即t N 3)式中N為積所謂積日,就是日期在年內(nèi)的順序號(hào),60241985/ 赤緯地球繞公轉(zhuǎn)的軌道平面稱(chēng)黃道面,而地球的自轉(zhuǎn)軸稱(chēng)極軸。極軸與黃道面不,而665由于這一原因形成了中午時(shí)刻高度的不同,以及隨之而來(lái)的四季的變遷。高度的變化可以從圖1中形象地看到。面均處在變化之中,這個(gè)角度稱(chēng)為赤緯角。它在春分和秋分時(shí)刻等于零,而在夏至和冬至?xí)r刻有極值,分別為正負(fù)4。由于赤緯角在運(yùn)動(dòng)中任何時(shí)刻的具

1類(lèi)似的表達(dá)式表述即:037326i19inθ11inθ07cos036 5)真正的在黃道上的運(yùn)動(dòng)不是勻速的,而是時(shí)快時(shí)慢,因此,真日的長(zhǎng)短也就各不相同。但人們的實(shí)際生活需要一種均勻不變的時(shí)間單位,尋找一個(gè)假想的,它以均勻的速度在運(yùn)行。這個(gè)假想的就稱(chēng)為平,周日的持續(xù)時(shí)間稱(chēng)平太陽(yáng)日,由此而的小時(shí)稱(chēng)為平時(shí)。平時(shí)S是基本均勻的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng),與人們的生活關(guān)。由于平是假想的,因而無(wú)法88也需此項(xiàng)訂正。在我國(guó)的地理各地29E1E328E4使在當(dāng)圖 地球繞運(yùn)行軌

地不同時(shí)刻也需加以訂正。各時(shí)段實(shí)際觀測(cè)它,但它可以間接地從真時(shí)S⊙求得,反之,也可以由平時(shí)來(lái)求真時(shí)。為此,需要一個(gè)差值來(lái)表達(dá)二者的關(guān)系,這個(gè)差值就是時(shí)差,以Et表S⊙=SE 6由于真的視運(yùn)動(dòng)是不均勻的,因此,時(shí)差也隨時(shí)都在變化著,但與地點(diǎn)無(wú)關(guān),一年當(dāng)4次為零4相似的表達(dá)式表示:

的訂正值是:時(shí) 336 600 824104 1048 02 +03 04 05時(shí) 13121536153618001800 06 +07 08由于我國(guó)普遍采用的是時(shí),它與的地方時(shí)相差8小時(shí),故具體到我國(guó)情況:時(shí)段時(shí))200424424648 912912訂正值日 02 01 01Et0002819857sin99059sin2θ 時(shí) 94coθ8co 7)上面,給了3個(gè)計(jì)式,從形式講,與一般書(shū)籍中給出的并無(wú)不同。之所以又重新研究它,對(duì)平年和閏年不加區(qū)分,一方面,這對(duì)閏年就不好處理,另一方,,②數(shù)值,也是經(jīng)度處0點(diǎn)時(shí)刻的值,而需要的值,會(huì)因所在地點(diǎn)的地理經(jīng)度以及具體時(shí)刻與表值有異而不同。具體地講,一般3項(xiàng)訂正:年度訂正除非只用當(dāng)年的天文年歷2日,但日歷上只有整日,不可能有小數(shù)日。假定我1981年的表值1982,就要0202422個(gè)訂正到0510484)日1984年為077)

73024000312等推。訂正 02 03 04 053個(gè)計(jì)算式后面多項(xiàng)更顯繁瑣。為了方便實(shí)際應(yīng)用特編制如下僅含20句的BASIC語(yǔ)言程序,供使用:10inut“經(jīng)度經(jīng)分和年JDJFK/9602N 18N9/40input“月,日,時(shí),分按時(shí)”,Y,R,S,TA60C=328

70 680 B=0andY>2thenC=31805RJJ/60110H=S8F120N=G+H L/ =NN0/140式1)150式5)160式7)99”E“”E”E input“是否仍要y/n?”190ifW“Y”orW“y”then10else2005090各句的目的在于計(jì)算當(dāng)天的積日100句是經(jīng)度訂正,110句是時(shí)刻訂正,130句包含年度訂正的內(nèi)容。在能利用中,最常見(jiàn)的是要求計(jì)算高度和方位。hsinh⊙=sinδsincosδcosφcos 8)式中,就是赤緯角,即式中的Ed,φ為當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?為當(dāng)時(shí)的時(shí)角。φ值不難獲得,且一旦確定,不會(huì)改變。δ值的計(jì)算可以從前述程序中得到。唯一需要說(shuō)明的是時(shí)角的計(jì)算。其計(jì)算式為F 2)=S 9

順時(shí)針?lè)较蛳挛鐬檎?反之為負(fù)。siin/co 1)此可求出二個(gè)A值,第一個(gè)A值是午后的方位,當(dāng)cosA≤0時(shí) 90°≤A≤180°當(dāng)cosA≥0 0≤A第2個(gè)A值為午前的方位,取360°A日時(shí)12∶42的高度角及當(dāng)日的日落時(shí)的方位角。JD=110JF=0NF=1999Y=6RE04184式10,Sd=12∶02其代入式得=0,北回歸φ=23442°SF是真時(shí),為了從時(shí)求出真時(shí),需要兩個(gè)步驟首先,將時(shí)換成地方時(shí)Sd:JD]6 1式中,120°是時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)度,乘4是將角度轉(zhuǎn)化成時(shí)間,即每度相當(dāng)于4分鐘60是將分鐘化成小時(shí)。其次,進(jìn)行時(shí)差訂正,即S⊙=SdEt/ 1這里應(yīng)該的是,時(shí)角是以正午時(shí)刻為0點(diǎn)的

9966°讀者可能產(chǎn)生疑問(wèn),為何在北回歸線上,夏至日的中午時(shí)刻的高度不等于90,大家不妨變換NF的輸入值,看一看結(jié)果不僅都不等于90,且