太阳辐射与露点温度的计算

1. 日辐射值

太阳辐射是生态系统的能量来源，更是生态水文过程模拟中必不可少的参数。我国进行太阳辐射的逐日观测的气象站较少，本研究区附近亦无可借鉴站点，采用庞靖鹏等（2005）的方法根据已有常规气象观测数据来模拟计算太阳辐射。该方法在SWAT 理论手册中也有详细描述，具体过程如下：

首先，计算大气上空太阳辐射：

()()()[]SR SR SC T T E I H ωφδφδωπ

sin cos cos sin sin 24

00+=

（3-12）

式中，SC I 为太阳常数（4.921MJ m -2 h -1）；0E 为地球轨道偏心率矫正因子；是地球自转角速度（0.2618 rad h -1）；SR T 为日出时数；为太阳赤纬（rad ）；为地理纬度（rad ）。

0E 的计算如下：

()()365/2cos 033.01/2

00n d r r E π+==

（3-13）

式中，0r 为平均地日距离（1 AU ）；r 为任意给定天的日地距离（AU ）；n d 为该年的天数，从1到365，二月总被假定为28天。

由下式计算：

()⎭

⎬⎫⎩

⎨⎧

⎥⎦⎤⎢

⎣⎡-=-823652sin 4.0sin 1n d π

δ （3-14）

SR T 由下式计算：

[]

ω

φδtan tan cos 1-=

-SR T

（3-15）

大气上空的太阳辐射在到达到达地面的过程中部分被大气吸收。通常情况（晴天）下总辐射的0.8左右到达地面，特定环境条件有所差异。晴天状态下太阳总辐射L H 可以用00.8H 来代替，即

08.0H H L =

（3-16）

逐日太阳辐射采用下面的经验公式计算：

()L L S S b a H H /⨯+⨯=

（3-17）

式中，H 为日实际总辐射，S 和L S 分别为日照时数和日长，a 和b 为经验系

数（一般根据太阳辐射值模拟得到），本研究中a 取0.248，b 取0.752（庞靖鹏，2005；左大康，1963）。

表1为各气象站的太阳辐射量月平均值。

表1 气象站点太阳辐射月平均值

站点 年数 月平均辐射量(M MJ/m 2．day)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

崇 武 25 16.45 14.94 14.37 13.96 13.11 13.99 18.91 19.82 19.97 20.22 18.56 17.83 厦 门 35 17.02 14.22 12.03 10.22 8.35 8.02 11.14 12.79 14.97 17.80 18.47 18.80 漳 平 35 12.18 12.65 12.98 13.97 14.68 14.62 18.47 17.43 16.97 16.01 14.26 12.89 九仙山

35

9.27 9.65 10.66 12.84 13.81 14.50 18.64 16.04 13.53 11.97 10.10 9.64

2. 露点温度

露点温度采用Liersch 开发的计算程序（Liersch ，2006）。首先通过日气温值T 计算饱和水气压s e （Allen ，1998）

，然后由平均湿度RF 和饱和水气压s e 计算日平均实际水气压a e （Häckel ，1999），最后计算逐日露点湿度（Liersch ，2006）。各气象站露点温度的计算结果见表2。

()[]3.273/27.17ex p 108.6+=T T e s

（3-18）

式中，s e 为饱和水气压（mbar ）；T 为日平均气温（℃）。

100/s a e RF e ⨯=

（3-19）

式中，a e 为实际水气压（mbar ）；RF 为平均相对湿度（%）。

()[]()[]a a e e dew lg 204.8/2.184lg 18.234--=

（3-20）

式中，dew 为露点温度（℃）。

表2 气象站点露点温度月模拟值

站点 年数 月平均露点温度(℃)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

崇 武 25 5.79 6.27 8.61 12.57 16.63 20.06 21.43 21.14 18.87 14.63 11.08 7.48 厦 门 35

9.04 9.79 12.46 16.72 20.73 23.96 25.43 25.21 22.80 17.99 14.24 10.55

漳 平 35 10.11 11.29 14.22 18.59 21.29 24.25 25.16 25.39 23.07 19.54 15.24 11.26 九仙山

35

1.72 4.20 7.59 11.31 14.33 16.85 18.38 18.15 15.85 11.48 6.85

2.33