散射辐射的概念与原理

散射辐射的概念与原理

2017-01-03 作者: xuzhiping 浏览: 10308 次

摘要: 散射辐射的强弱主要决定于太阳高度角、大气透明度和云量等因素。散射辐射在天空是向四面八方的,假设散射辐射有一半返回太空,另一半不考虑大气的吸收作用到达水平面上,可以得到水平面上散射辐照度的近似式: \(D= \frac {1}{2} S(1-P)sinh。\) ...

散射辐射的强弱主要决定于太阳高度角、大气透明度和云量等因素。散射辐射在天空是向四面八方的,假设散射辐射有一半返回太空,另一半不考虑大气的吸收作用到达水平面上,可以得到水平面上散射辐照度的近似式:

\(D= \frac {1}{2} S(1-P)sinh。\)

式中:D为散射辐照度;S为太阳常数;P为大气层平均透明系数;h。为太阳高度角。

散射辐射的强弱和太阳高度及大气透明度有关。太阳高度角增大时,到达近地面层的直接辐射增强,散射辐射也就相应地增强;相反,太阳高度角减小时,散射辐射也弱。大气透明度不好时,参与散射作用的质点增多,散射辐射增强;反之,则减弱。云也能强烈地增大散射辐射,但具体作用决定于云量和云状。下图是重庆市观测到的晴天和阴天的散射辐射值。由图可见, 阴天的散射辐射比晴天时大得多。

散射辐射的日变化基本上与太阳高度角的日变化一致,在中午前后达最大,但不完全对称, 这是因为上、下午的散射系数和云况不同之故。散射辐射的年变化基本上决定于中午太阳高度角、云量和昼长的年变化,其最大值总是出现在夏季。

散射辐射的光谱成分以短波光为多,这是散射的选择性缘故。若以对红光(λ=0.70μm)的散射系数取1,对可见光其他波长的散射系数均大于1(下表),许多资料表明,天空散射辐射的能量主要集中在波长小于1μm范围内,光谱能量的最大值出现在0.42~0.44μm处。

波长/;xm 0.70 0.62 0.57 0.52 0.47 0.44 0.30
颜色(近似) 绿 紫外
散射系数(相对值) 1.0 1.6 2.2 3.3 4.9 6.4 30.3

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