太阳辐射(日照)强度就是指太阳光在单位面积上、单位时间内的能量密度,也就是所得到的辐射能量。如果在特定的情况下测量太阳辐射强度,就称为太阳常数。这就是说,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1cm2的面积上,在1min内所接收的太阳辐射能量,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。如图所示,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,存在下面的数学关系式:
图 太阳辐射强度与太阳常数关系 I=I0sinh
式中,h为太阳高度角;I0为太阳常数;I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。除此之外,太阳常数之间还有一点与太阳辐射强度不同,那就是,太阳常数是在日地平均距离的条件下的太阳辐射强度。因为地球绕的轨道呈椭圆形,其日地之间的距离有远有近,到达大气上界的太阳辐射与日地之间距离的平方成反比,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%。
太阳常数表征的是到达大气顶(大气层上界)的总太阳能量(即包含整个太阳光谱)值。太阳常数到底多大呢?在历史上,对此值曾有过多次测定。
1881年,第一次试图直接测定太阳常数的是法国物理学家Claude Pouillet(1790~1868年)和英国天文学家John Herschel(1792~1871年)。两人分别独立地设计了不同的测定装置,但原理都一样:利用已知质量的水在太阳光下放置一定时间,用温度计测量升温过程,水的比热容已知,则可以计算得出光照强度。他们推定的值是现在所用值(1367±4)W/m2的一半左右,这是因为他们都没有考虑地球大气对光的吸收。
1875年,法国物理学家Jules Violle(Jules Louis Gabriel Violle)以在位于法国和瑞士交界的阿尔卑斯山Mont Blanc第一个开展高海拔区测定太阳常数而闻名。
1902~1957年,斯密森研究所的科学家C.G.Abbot(Charles Greeley Abbot)等根据多年高海拔地区观测结果,基于地基法确定的数值为1322~1465W/m2。近年来通过各种先进手段,基于地基法测得的太阳常数的标准值为1353W/m2。
1976年,美国宇航局根据高空平台的观测结果,发布的太阳常数值为(1353±21)W/m2;根据1978~1998年6颗卫星上的观测平台近20年连续不断观测的结果,得出的太阳常数值为1366.1W/m2,标准差为425×10-6,0.37%的波动范围(1363~1368W/m2)。20年卫星数据也揭示了太阳常数也存在不同时间尺度的波动。
1957年国际地球物理年决定采用1380W/m2。
世界气象组织(WMO)1981年公布的太阳常数值是1368W/m2。多数文献上采用1367W/m2。太阳常数也有周期性的变化,变化范围在1%~2%,这可能与太阳黑子的活动周期有关。
太阳常数是太阳辐射到达大气层上界的能量值,而人们是生活在地球表面上,所以,一般在测定太阳电池和组件的效率时,常将太阳辐射总量标准定为1000W/m2。
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admin 回答于11-06
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请问如何注册呢
Quinn 回答于11-03
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心丶。
访客 回答于08-15
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admin 回答于07-20
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admin 回答于07-20
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