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太阳辐射强度是表示太阳辐射强弱的物理量,称为太阳辐射强度。单位是W/m2,即点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。

影响因素

1. 太阳高度角或纬度:太阳高度角越大,穿越大气的路径就越短,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强;太阳高度角越大,等量太阳辐射散布的面积越小,太阳辐射越强。例如,中午的太阳辐射强度比早晚的强。

2. 海拔高度:海拔越高空气越稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强。例如,青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。

3. 天气状况:晴天云少,对太阳辐射的削弱作用小,到达地面的太阳辐射强。例如四川盆地多云雾阴雨天气,太阳辐射消弱强,太阳辐射成为我国最低值区。

太阳辐射是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉。

太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道的周长为40,000km,从而可计算出,地球获得的能量可达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤,每秒照射到地球的能量则为499,400,00,000焦。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡,相当于有102,000TW 的能量。

太阳辐射通过大气,一部分到达地面,称为直接太阳辐射;另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时,被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间,另一部分到达地面,到达地面的这部分称为散射太阳辐射。太阳辐射通过大气后,其强度和光谱能量分布都发生变化。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多(全球平均45%),在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹(0.29μm以下的紫外线几乎全部被吸收),仅剩3%左右,在可见光谱区减少到44%,而在红外光谱区增至53%。

在地球上太阳辐射分布是不均匀的,到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状。全年全年太阳辐射量获得最多的是南北纬23°26′之间。一年内太阳有二次直射赤道,只有一次直射回归线,分别是春分和秋分。两条南北纬回归线之间是热带,四季炎热,太阳辐射充足;南北纬23°26′的南回归线(或者北回归线)到南纬(或者北纬)66°34′的南极圈之间是温带,气候冬天寒冷夏天炎热,四季分明。太阳辐射的分布规律是从西南向东北逐渐减弱,从东向西增强。南极圈或者北极圈以内是寒带,一年四季太阳辐射少,气候寒冷。在南北半球的副热带高压带,特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。

太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层的吸收、散射、反射等作用后到达固体地球表面上单位面积单位时间内的辐射能量。其单位为:瓦特/平方米(W/㎡)。

太阳辐照度是定量描述和研究太阳光辐射的重要参量。

监测太阳辐照度,不仅作为地球辐射收支的输入地球的辐射有意义,而且还可以换算出太阳常数。地球上的能源除了核能、地热、火山爆发等之外都直接或间接地来自太阳辐射。对地球这个由陆地、海洋和大气组成的复杂体系来说,无论其内部存在什么样的大气圈化学、海洋、大气大循环和生物过程及其相互作用,太阳辐射是最重要的外部能源,它的微小变化也将导致全球范围能量循环、水、碳和氮循环过程的变动,引起地球环境和气候、气象的巨大变化。太阳辐射是地球天气过程和气候演变的主要驱动力,气候变化和中长期天气预报等都需要地球辐射收支资料。

到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。太阳常数值是1368瓦/米2 。太阳辐射是一种短波辐射。

太阳辐射测量标准仅采取定期参加国际比对的溯源方法不能完全满足质量保证的要求。只有联合国际比对和期间核查的控制方法,才能确保测量标准的测量不确定度持续控制在误差允许范围之内。我国太阳辐射测量标准与世界辐射测量基准(WRR)比对结果的不确定度为0.17%,满足世界气象组织(WMO)要求,并达到世界先进水平。为了保证在两次国际周期比对间隔之间的准确可靠,并保证其处于良好置信度的校准状态,定期对测量标准的重复性和稳定性进行期间核查,以图形记忆方式对太阳辐射测量标准的测量过程进行连续和长期的统计控制。通过期间核查,保证了太阳辐射测量标准的重复性不大于0.1%,年稳定性小于0.25%,未超出控制界限且分布呈随机状态,保证了测量过程处于稳定受控状态,满足建标要求。

太阳给我们带来了光亮和温暖,它是黑夜的永远征服者,也是地面上一切可用能量的来源(只有原子能是一种例外)。太阳的结构从里向外主要分为:中心部分的热核反应区,中心之外是辐射层,辐射层外为对流层,对流层之外是太阳大气层。太阳中心区占整个太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上,这表明其物质密度非常高。太阳在自身强大重力吸引下,中心区处于高密度、高温和高压状态,是太阳巨大能量的来源。地球上除原子能和火山、地震以外,太阳能是一切能量的总源泉。

众所周知太阳是地球的能量源泉,那太阳到底能够辐射出多大的能量呢?我们可以来估算一下,很明显太阳辐射的能量将呈球形均匀向外扩散,根据能量守恒定律,太阳系中某个位置接收到的太阳辐射的功率与它和太阳距离的平方成反比。地球和太阳的距离大约是1.5亿千米,那在这个位置上地球单位面积接收到的太阳辐射的功率就是所谓的太阳常数。目前世界气象组织公布的太阳常数值为1368瓦每平方米,所以用一个半径为1.5亿千米的大圆球的表面积去乘以太阳常数就能够算出太阳的总功率了,最终的结果是3.868乘以10的26次方瓦。

世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长<0.4微米),43%在红外光谱区(波长>0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为长波辐射。

手机辐射是指手机通过电磁波进行信息传递时产生的电波。手机辐射靠SAR值来衡量。在30MHz ~ 30000MHz范围内的电磁波,频率越高,也就是波长越短,则穿透人体能力就越强,因此从对人体影响的角度出发,频率越高则允许的功率密度就越大,即从30MHz的0.4W/ m到30000MHz的2W/m。

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