地球表面太阳光波长以及分布
太阳辐射规律
太阳辐射规律
太阳辐射规律是指太阳从空间向地球表面传递的电磁辐射的模式和规律。
太阳辐射主要包括可见光、紫外线和红外线等各种波长的电磁辐射。
太阳辐射规律主要由以下几个方面组成：
1. 太阳辐射强度：太阳辐射强度是指太阳电磁辐射通过单位面积的能量流量。
太阳辐射强度随着距离太阳的距离增加而减弱，符合逆平方定律。
2. 太阳辐射谱：太阳辐射谱是指太阳辐射在不同波长上的能量分布。
太阳辐射谱呈现连续谱，包括可见光、紫外线和红外线等各个波长范围。
可见光波长范围大约为400-700纳米。
3. 太阳辐射的季节性变化：太阳辐射在不同季节和地区会有变化。
在地球的赤道地区，太阳辐射相对均匀分布，而在极地地区，太阳辐射则呈现极昼和极夜的变化。
4. 太阳辐射的地球吸收率：地球对太阳辐射的吸收率取决于地表的材料和地球大气的组成。
吸收率高的材料和气体会吸收更多的太阳辐射能量。
太阳辐射的规律对于研究气候变化、能源利用和地球物理过程等具有重要意义。
科学家通过观测和模拟研究太阳辐射规律，可以预测地球表面的能量收支和气候变化。
太阳辐射光谱
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2020年1月9日4时25分
第二章 太阳能
太阳高度角(solar altitude angle)：
太阳高度角是太阳光线与地表水平面之间的最 小夹角，在0°～90°之间变化。太阳高度角愈小， 等量的太阳辐射能光束所散布的面积愈大，地表单位 面积上所获得太阳辐射能就愈少。
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①大气质量AM=1.5(即太阳高度角h= 41.8 °) ②辐射总量为1000W/m2 ③太阳电池温度为25℃
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第二章 太阳能
例1：如图所示，太阳光线B偏离天顶方向的太阳光线 30 °，求此时的大气质量。
解：由图可知，太阳高度角
h= 90 °- 30 °= 60°
3、日照时间：在直达日射为0.12KW/m2的日射强度下得累 计时间数称为日照时间。
4、日射变化：日射强度受季节、时刻、天气的影响而发生 的变化称为日射变化。
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第二章 太阳能 2.5、太阳辐射光谱
太阳辐射能随波长的分布曲线。
海南科技职业学院大气上界的太阳辐射光谱
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第二章 太阳能
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第二章 太阳能
2、到达地面的太阳辐射强度
到达地面的太阳总辐射称为全天日射，它由直达日 射和散乱日射组成。
直达日射
定义 单位时间内以平行光形式投射到地表单位水平面积上
的太阳辐射能。
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第二章 太阳能
散乱日射
定义 阳光被大气散射后，单位时间内以散
光的生态作用
❖
Iz = I0e-εz
❖ ε可以从实测的I0和Iz中计算出来：
❖ ε=[ 1/z×2.303(log10 I0- log10 Iz)
❖ 实测表明：垂直消光系统ε值和水的透明度(T)有相当密切但不恒定的关
系，在英吉利海峡和原苏联白海，ε·T= 1.7 ，在黑海和里海则为1.8，
在我国近海约为1.51，在浑浊水中可降到1.4以下。
照度单位
❖ 光照强度通常用照度单位——lx(勒克斯)，有时用能 量单位——J/(cm2·min)。
❖ 由于同样辐射能当光谱组成不同时，照度也有变化， 因此照度和能量只能粗略换算：
❖ 1 lx=60.04×10-6 J/(cm2·min) ❖ 近年采用μE/m2·s(微爱因斯坦/米2·秒)为辐射单位，
它代表每平方米面积每秒钟所接受到的辐射光量子 的微摩数，1 μE=51.282 lx
光照强度的几个相关概念
❖ (1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。
❖ (2)光直接影响植物的光合作用和色素的形成。没有光，绿色植物难 以生存。水环境的光照条件远远不及陆地，即使在水的上层，光照强度 也较空气中小得多，在水体的深处则是永远黑暗的。因此光在水生植物 的生活中具有特别重要的生态意义。
❖ (3)动植物对光的刺激都会产生一定的反应，如视觉、繁殖、发育、 行为、分布等。
❖ 可见，光是太阳辐射能以电磁波形式投射到地球表面上的辐射线。光主 要来自太阳辐射，其他星体的光仅占极小部分。光是生命的极为重要的 生态因子之一。地球上所有生命都是依靠进入生物圈的太阳辐射能流来 维持的。太阳辐射对地球表面和水体不仅带来光照，还直接产生热效应。 光能影响有机体的理化变化，从而产生各种各样的生态学效应。
❖ (4) 在不同水层中光的组成不同，在表层以红 色光线为主，越往深层蓝色光线越占主要地 位。这是因为各种光线被吸收程度的不同， 所以，在不同水层中光的组成也起了明显的 变化。
太 阳 基 本 数 据
Measuring Waves
Waves are described by two numbers: Wavelength ():
• Distance between wave crests.
Frequency (f):
• Number of wave crests passing per second.
A slight problem
In what medium do light waves travel ?
• Concept of ether (check spelling !!) • Concept of fields
An unexpected solution :
• Complete theory of electricity and magnetism by James Clerk Maxwell (c.1860) allows for electro-magnetic waves to travel in vacuum with speed of light
太阳光球及其活动
光球就是我们实际看到的太阳圆面，它有一个比较清 楚的圆周界线。光球的表面是气态的，其平均密度只有水 的几亿分之一。光球厚达500千米，极不透明。光球上密 密麻麻地分布着极不稳定的斑斑点点，被称为“米粒组 织”。米粒组织可能是光球下面气体对流产生的现象。另 外，还有超米粒组织，其直径与寿命要大的多。在光球还 分布着太阳黑子和光斑，偶尔还会出现白光耀斑。这些活 动现象有着相差悬殊的亮度、物理状态和结构。
• Hot stars appear to be blue • Cooler stars appear to be red
„Measure‟ colours by filters
太阳辐射对地球的影响6
青藏高原成为太阳辐射的高值中心的原因
①纬度较低，正午太阳高度角大。
②海拔高，空气稀薄，空气中尘埃的量较少,大气对太
阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量多。 ③晴天较多，日照时间较长。
D)
( D ) (2)乙地PAR值高于甲地的主要原因是 A．纬度高 B．植被少 C．地势高 D．云雨少
【思维建模】
Байду номын сангаас
看图分析太阳辐射的分布有什么规律?影 响太阳辐射因素有哪些？ （a）总体上太阳辐射低纬多高纬少。 纬度位置 （b）副热带地区高于世界其它地区 天气状况 （c）同纬度的降水少的地区高于降水多的地区
中国太阳年辐射总量的空间分布
•总体上来说，西北内陆地区较多，东南沿海地区较少。 •太阳辐射最丰富的地区是在青藏高原，西北地区（内 海拔高度 、新、甘、宁）丰富，华北地区较多，南方较少。 •太阳辐射最少的地区在四川盆地和云贵高原北部。
四、太阳辐射强弱的影响因素
1．纬度位置： 纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的的路程短， 被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。 这是年太阳辐射总量从低纬向两极递减的原因之一。 2.天气状况：
晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱， 到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气 对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。 3．海拔高低： 海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的 太阳辐射就强；反之，则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强 的地区，主要就是这个原因。
C
简述地球辐射的特点
简述地球辐射的特点地球辐射是指地球受到来自太阳和地球大气层本身的辐射。
地球辐射具有以下几个特点：一、波长分布广泛地球辐射包括可见光、红外线和紫外线等，它们的波长分布范围很广。
其中，可见光波长在400-700纳米之间，红外线波长在0.7-1000微米之间，紫外线波长在10-400纳米之间。
这种波长分布的广泛性使得地球辐射对于人类和生态环境都具有重要的影响。
二、辐射量受季节和地理位置影响地球辐射的辐射量受到季节和地理位置的影响。
在夏季和太阳高度角较大的地区，地球受到的辐射量比冬季和太阳高度角较小的地区要大。
此外，赤道附近的地区辐射量也比较大，而极地地区则辐射量较小。
三、大气层吸收和反射一部分辐射地球的大气层对于地球辐射有着重要的影响。
大气层中的气体和云层可以吸收和反射一部分辐射，将其反射回太空或散失到大气层中。
这一现象被称为大气反射。
大气反射的影响使得地球表面受到的辐射量比太阳辐射量要小。
四、地面反射一部分辐射地面反射也是地球辐射的一个特点。
地面上的物体可以反射一部分太阳辐射，这些反射的辐射被称为地面反射辐射。
地面反射辐射的比例受到地面类型和太阳角度等因素的影响，比如河流、湖泊和海洋等水体对太阳辐射的反射比较弱，而草地和森林等植被对太阳辐射的反射比较强。
五、地球辐射对人类和生态环境具有重要影响地球辐射对于人类和生态环境都具有重要的影响。
太阳辐射是地球上所有生命的能量来源，但如果辐射量过强或过弱，都会对生态环境造成不利影响。
比如，过强的紫外线辐射会对人类和动植物的DNA造成损伤，过弱的辐射则可能导致植物生长不良。
因此，对于地球辐射的研究和监测具有重要的意义。
2.1太阳辐射(学生用)
2.1 太阳辐射2.1.1 太阳从太阳的构造可见，太阳并不是一个温度恒定的黑体，而是一个多层的有不同波长发射和吸收的辐射体。
不过在太阳能利用中通常将它视为一个温度为6000K ，发射波长为0.3～3μm 的黑体。
2.1.2地球与太阳 1、地球的公转与赤纬角地心与太阳中心连线（午时太阳光线）与地球赤道平面夹角以年为周期变化，范围±23°27′，称太阳赤纬角。
在一年当中，太阳赤纬每天都在变化，但不超过±23°27′的范围。
夏天最大变化到夏至日的+23°27′；冬天最小变化到冬至日的-23°27′。
太阳赤纬随季节变化，按照库珀（Cooper ）方程计算为：（2-1）日子数的计算：常规年份与闰年，查表月平均日：按某日算出大气层外的太阳辐射量和该月的日平均值最为接近 则将该日定作该月的平均日黄道平面365284360sin(45.23+=注意：对于闰年3月份之前的日子数n 要加1；对于纬度大于66.5o的地区不适用。
2、地球的自转与太阳时地球自转周期为24小时，时间可用角度来表示，每小时相当于地球自转15°。
有关太阳角度的计算公式中均使用太阳时。
特点：午时（中午12点）阳光正好通过当地子午线，即在空中最高点处。
太阳时与标准时间的转换公式：太阳时＝标准时间 ＋ E ± 4(L st －L loc) （2-2） E ：考虑地球绕日公转时进动和转速变化而产生的时差修正，以分为单位 ±：东半球为-，西半球为+L st ：制定标准时间时采用的标准经度 L loc ：当地经度4(L st －L loc)：考虑所在地区经度与制定标准时间时采用的经度之差的修正，乘4可将角度转化为分。
我国以北京时为标准时间，定为东经120°，上式可变为：太阳时＝标准时间 ＋ E -4(120－L loc) （2-3） E ＝9.87sin2B －7.53cosB －1.5sinB （2-4）（2-5）()36481360-=n B3、太阳时角• 用角度表示的太阳时叫太阳时角； • 每一昼夜为变化周期• 太阳午时ω＝0°，上午取负值，下午取正值，每昼夜变化为±180°，每小时相当与15°。
光的分布范围
光的分布范围介绍光是一种电磁辐射，具有波粒二象性。
在自然界中，光的分布范围非常广泛，涉及到很多不同的领域和现象。
本文将全面、详细、完整地探讨光的分布范围，并从不同角度对其进行深入分析。
太阳光的分布范围太阳光是地球上最重要且最常见的光源之一，它的分布范围从太阳表面向外延伸。
太阳光可以经由大气层传播到地球表面上。
在大气层中，太阳光会经历散射、吸收和反射等过程，导致其分布范围有所变化。
1. 太阳光的光谱分布太阳光的光谱分布范围非常广泛，包括可见光、紫外线和红外线等。
可见光是人眼可以看到的光线，波长范围约为400纳米到700纳米。
紫外线的波长比可见光更短，大约在10纳米到400纳米之间，可以分为紫外A、紫外B和紫外C三个区域。
红外线的波长则比可见光更长，约为700纳米到1毫米。
2. 阻挡太阳光的大气层地球的大气层对太阳光的传播有一定的阻挡作用。
其中，臭氧层主要吸收并阻挡紫外线，使得地球表面上的紫外线辐射较小；低层大气主要吸收和散射可见光，导致太阳看起来红色。
此外，大气层还会吸收部分红外线，减缓地球表面的昼夜温差。
3. 太阳辐射的地理分布由于地球的形状和自转的影响，太阳辐射的地理分布并不均匀。
赤道地区的太阳辐射相对较强，而极地地区则较弱。
这也是导致不同地区气候和季节变化的重要原因之一。
人工光源的分布范围除了太阳光，人工光源也发挥着重要的作用，并在不同领域中广泛应用。
人工光源的分布范围涉及到照明、通信、激光等多个领域。
1. 家庭和公共照明人们在家庭和公共场所中使用各种不同类型的灯具来产生照明效果。
常见的人工光源包括白炽灯、荧光灯、LED灯等。
这些灯具能够发射可见光，提供照明条件，使人类活动在夜间得以进行。
2. 光通信光通信是一种基于光的技术，利用光纤传输数据。
光通信系统通过人工光源产生的光信号，在光纤中传播，实现高速、远距离的数据传输。
光通信在互联网和电信行业中有着广泛的应用。
3. 激光技术激光是一种高度聚焦的光线，具有强烈的定向性和单色性。
2太阳辐射知识
25 光电工程学院
四 类 地 区
全年日照时数为1 400~2200h。在每平方米面积 上一年内接受的太阳辐 射总量为4190~5016 MJ，
相当于 140~170kg 标准煤燃烧所发出的热量。主 要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北 部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部 以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资 源较差地 区。相当于意大利的米兰地区。
于是有太阳表面的有效温度
T b / m 5769K
9 光电工程学院
斯特番-玻尔兹曼光辐射定律：
M T
4
M为单位面积黑体辐射的总功率，
σ=5.67×10-8W/（m2K4）常数。
物体辐射能力的强度，取决于物体本身温度的高低。 可以算出太阳辐射的总功率
s 4 rs2 M 4 rs2 T 4 3.8 1020 MW
24 光电工程学院
三 类 地 区
全年日照时数为2200~3000h。在每平方米面积 上一年接受的太阳辐射 总量为5016~5852M] ，
相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主 要 包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、 山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西 北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏 北部、安徽北 部、天津、北京和台湾西南部等地。 为中国太阳能资源的中等类型区。相当于 美国的 华盛顿地区。
10 光电工程学院
二、太阳常数
2. 辐射强度 (辐照度)
辐射通量Φ是以辐射形式发射、传播或接收的功率， 或者说是单位时间内发射、传播或接收的辐射能，单位为 W，即
W t
辐射强度I投射到单位面积上的辐射通量，单位为 W/m2，即
I s
11 光电工程学院
地球表面太阳光波长以及分布
地球表面太阳光波长以及分布太阳辐射通过大气，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％。
详见附图。
另外地球大气上界的太阳辐射光谱：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（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。
在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为0．295～2．5微米。
减反射膜的厚度经过特殊设计，刚好为入射光的波长的四分之一。
计算过程如下，对于折射率为n1薄膜材料，入射光波长为λ0，则使反射最小化的薄膜厚度为d1：d1=λ0/4n1尽管，通过上面的公式，选用相应厚度、折射率膜和相应波长的光，能使反射的光减少到零，但是每一种厚度和折射率只能对应一种波长的光。
在光伏应用中，人们设计薄膜的厚度和反射率，以使波长为0.6μm的光的反射率达到最小。
因为这个波长的能量最接近太阳光谱能量的峰值。
如果减反射膜的折射率为膜两边的材料的折射率的几何平均数，反射将被进一步降低。
即如果镀上多层减反射膜，能减少反射率的光谱范围将非常宽。
但是，对于多数商业太阳能电池来说，这样的成本通常太高。
第二节 太阳辐射
第二节太阳辐射（solar radiation）气象上所讨论的太阳辐射、地面辐射和大气辐射，其波长范围约在0.15－120μm之间。
太阳辐射的主要波长范围在0.15－4μm；地面和大气辐射的主要波长范围是3－120μm。
因此，将太阳辐射称为短波辐射，而把地面辐射和大气辐射称为长波辐射。
一、太阳辐射光谱太阳辐射能随波长的分布称为太阳辐射光谱。
太阳辐射光谱分三个光谱区，紫外区（λ<0.39μm ）、可见光区（λ为0.39－0.76μm）和红外区（λ>0.76μm）。
其中可见光区占能量的50％，红外区占43％，紫外区占7％。
可见光区又分为红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七色光波段。
红光（0.76－0.622μm）、橙光（0.622－0.597μm）、黄光（0.597－0.577μm）、绿光（0.577－0.492μm）、青光（0.492－0.480μm、蓝光（0.480－0.455μm）和紫光（0.455－0.390μm）。
太阳辐射中可见光部分不仅辐射能量大，而且是辐射最强的部分，所以太阳光是可见的。
二、太阳常数（solar constant）在日地平均距离的条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数。
用S0表示。
世界气象组织（WMO）测得S0为1367.7w/m2。
由于日地距离的变化，S0有7%的变化。
1cal·cm2·min-1＝697.8w/m2，所以，S0＝1367.7/697.8＝1.96cal·cm2·min-1。
三、太阳辐射在大气中的减弱太阳常数是到达大气上界的太阳辐射通量密度。
当它通过大气层时，被大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收，一部分被气体分子和悬浮的微粒散射，一部分被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。
（一）吸收作用大气中的臭氧、氧、水汽和二氧化碳都能直接吸收一部分太阳辐射。
臭氧主要吸收波长小于0.3μm的紫外辐射。
地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律
标题：地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律探析一、引言地球是我们生存的家园，而太阳是地球上最重要的能源供给者。
太阳辐射是地球上的能量来源之一，它不仅影响了地球的气候变化，也对人类的生活产生着深远的影响。
本文将围绕地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律展开探讨，希望能够揭示出其中的奥秘。
二、地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律的基本原理1.太阳辐射总量与纬度的关系太阳辐射总量与纬度之间存在着密切的关系，一般来说，太阳辐射总量随着纬度的增加而逐渐减小。
这是因为纬度越高的地方，太阳光线照射的角度会变得更加倾斜，导致单位面积上能量的密度减小。
在极地附近的地区太阳辐射总量通常会比赤道地区要少。
2.季节变化对太阳辐射总量的影响除了纬度的影响外，季节变化也是影响太阳辐射总量分布规律的重要因素。
在夏季，由于地球轴倾斜的关系，北半球会更多地接受到太阳辐射，而在冬季则是南半球。
这也导致了不同纬度地区太阳辐射总量的季节性变化。
三、地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律的实际表现1.赤道地区赤道地区由于处于地球自转轴的近似平面上，因此太阳辐射总量相对较高，气候也相对炎热，日照时间长，是热带雨林的重要分布地区之一。
2.中纬度地区中纬度地区太阳辐射总量随着季节的变化而有明显差异，夏季辐射总量较多，气候温暖湿润，冬季则较少，气候寒冷干燥，明显受到季节变化的影响。
3.极地地区极地地区由于纬度较高，太阳辐射总量较少，气候寒冷，极昼极夜现象明显，是冰川和冻土的主要分布地区。
四、个人观点与理解太阳辐射总量分布规律是地球气候系统中的重要组成部分，其影响着地球上生物的分布、植被的类型和土地的利用。
通过深入研究太阳辐射总量分布规律，可以更好地认识地球气候的特点，为人类的生产生活提供重要的参考。
我认为我们有必要深入了解太阳辐射总量分布规律，并且在日常生活中更加珍惜太阳能资源。
五、总结与回顾本文从地球表面各纬度太阳辐射总量分布规律的基本原理和实际表现两个方面进行了探讨，在清晰地阐述了太阳辐射总量与纬度、季节变化之间的关系的也对赤道地区、中纬度地区和极地地区的太阳辐射总量分布规律进行了介绍。
1.2 《太阳对地球的影响》
焦/米2),年50总°,辐9.射01量/(×109 焦/米2),年60总°,辐7.射4年9量总/(×辐1射09量/(×109 焦/米2), 6焦6./5米°,26).,5年780总°年,辐6总.射2辐6量射/(量×1/(0×9109 焦/米焦2/米), 820),°9, 50.°6, 45.48
A.太阳辐射能不仅能量大，而且分布集中
B.太阳辐 射能是地理环境形成和变化的重要因素
C.太阳辐射能大部分到达地球
练
D.煤.石油等能源与太阳辐射无关
练
更
4.下列自然现象与太阳辐射无关的是( D )
A.生物的形成 B.大气和水体的运动 C.煤.石油的形成 D.火山的喷发
健
康
5.有关太阳的叙述正确的是( D )
1．太阳像是一个巨大炽热的“火球”，主要成分：氢和
氦，表面温度：6000K
2.外部结构：光球层、色球 层和日冕层
日冕层—太阳风
太
阳
色球层—耀斑，日珥
大
气 层
光球层—黑子
太阳内部
太阳大气结构及太阳活动示意图
太阳活动对地球有哪些影响？你知道吗？
影响气候
太阳黑子与年降水量的关系
扰乱电离层，干扰 无线电短波通信。
(2)地球表面可划分为热带、温带、寒带等不同的天文气候带。议一议，它与大气上 界太阳辐射的分布有无相关性？说明你的理由。
有相关性。 理由：大气上界水平面太阳辐射的分布没有考虑地面的大气状况，但即使考虑不 同纬度地区上空大气状况的差异，其与地面的太阳辐射分布还是有很大的相关性。 实际上，从低纬到高纬地表获得的年太阳辐射总量是逐渐减少的，人们从而分划 出热带、温带和寒带，地球表面太阳辐射的分布与大气上界水平面太阳辐射的分 布规律相似。
太阳光的光谱
太阳光的光谱一、太阳光的波长和能量1.太阳光的波长范围太阳光的波长范围是指太阳辐射的电磁波波长的范围。
太阳光的波长范围非常广泛，涵盖了可见光、紫外线和红外线等不同波长的电磁波。
在可见光中，太阳光的波长范围大致从380纳米到780纳米，包括了紫、蓝、绿、黄、橙和红色等不同颜色的光。
这些不同波长的可见光组合在一起形成了太阳光的白色光谱。
除了可见光，太阳光还包含着紫外线和红外线。
紫外线是太阳光的一部分，它的波长范围比可见光更短，大约在10纳米到380纳米之间。
紫外线可以进一步分为紫外线A （UVA）、紫外线B（UVB）和紫外线C（UVC）。
在地球上，我们主要受到UVA和UVB的紫外线辐射。
紫外线在适量的情况下有益于人类身体健康，例如合成维生素D，但过量暴露于紫外线下会对皮肤和眼睛造成伤害，因此在阳光强烈的时候需要采取防护措施。
另外，太阳光还包括红外线部分，它的波长范围长于可见光，大约在780纳米到1毫米之间。
红外线在日常生活中广泛应用，比如红外线加热、遥控器、红外线传感器等。
红外线辐射的强弱与物体的温度有关，因此红外线技术也常用于测量温度、红外成像等领域。
综上所述，太阳光的波长范围广泛，包括可见光、紫外线和红外线。
了解太阳光的波长范围对于理解光的性质和应用具有重要意义。
2.太阳光的各个波长成分太阳光的各个波长成分可以分为可见光和非可见光两部分。
可见光是人眼能够感知到的光线，包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
不同颜色的光线对应着不同的波长，例如红光的波长较长，紫光的波长较短。
除了可见光，太阳光还包含了紫外线、红外线和其他电磁辐射。
紫外线可以进一步分为紫外线A、紫外线B和紫外线C三个区域，其中紫外线C的波长最短，对人体影响最大。
红外线则波长较长，对热量的传播和感知起着重要作用。
非可见光的波长成分在科学研究、医学、通信等领域有着广泛的应用。
太阳光的各个波长成分在不同场景下都具有不同的作用和影响，了解它们的特性和相互关系对我们理解太阳光的本质和应用具有重要意义。
近红外反射涂料
1 文献综述1.1研究背景一些国家在其发展的长过程中，曾经无节制地使用能源，但到了本世纪七八十年代，先是石油大幅度涨价，遭受到能源危机的严重打击，由此掀起了节能的高潮；接着又发现地球大气环境正在因此加剧破坏，人们这才痛苦地了解到，工业化给人们带来舒适和欢乐的同时，还在给人类带来苦果。
这个环境问题不仅是工业污染造成的，高耗能建筑也正在造成严重的环境污染。
由于建筑用能数量巨大，以及其对环境的重大影响，建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起，成为大家共同关注的热点问题。
辐射到地球表面的太阳光能量，大约是每秒750w/m2。
在太阳光的照射下，能量不断地积聚在被辐射的物体表面，使其表面温度不断升高。
许多深色物体，在阳光直射下表面热平衡温度可以达到很高[1]。
物体吸收太阳辐射引起表面温度过高会给工业生产和日常生活带来诸多问题和不便。
建筑物屋顶和外墙表面温度升高会引起周围环境和室内温度过高，降低生活环境的舒适度，增加空调制冷用电量。
城市大量的市政建设导致的绿地减少，混凝土道路、沥青道路、建筑物覆盖面积的增加使整个城市X围过多地吸收太阳辐射能量，从而使城市的“热岛效应”越来越明显[2]。
1.2国内外对应建筑节能的一些措施1.2.1国外对应建筑节能的一些措施一些能耗大国出巨资发展建筑节能事业。
美国的“能源之星”计划于1992年由美国环保署（EPA）所启动，目的是为了降低能源消耗及减少发电厂所排放的温室效应气体。
此计划并不具强迫性，自发配合此计划的厂商，就可以在其合格产品上贴上能源之星的标签。
最早配合此计划的产品主要是电脑等资讯电器，之后逐渐延伸到电机、办公室设备、照明、家电等等。
后来还扩展到的建筑，美国环保署于1996年起积极推动能源之星建筑物计划，由环保署协助自愿参与者评估其建筑物能源使用状况（包括照明、空调、办公室设备等）、规划该建筑物之能源效率改善行动计划以及后续追踪作业，所以有些导入环保新概念的住家或工商大楼中也能发现能源之星的标志。
太阳辐射.
太阳辐射一、太阳辐射光谱和太阳常数太阳辐射光谱太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。
从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。
因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。
太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。
根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。
太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。
在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。
太阳常数太阳辐射通过星际空间到达地球表面。
当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)表示，单位为（W/m2）。
太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。
关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。
太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。
据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。
在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。
近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。
目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计了名为“地球辐射平衡”的课题，其中一个重要项目就是对太阳辐射进行长期监视。
(完整版)太阳辐射波长
太阳辐射一、太阳辐射光谱和太阳常数太阳辐射光谱太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。
从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。
因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。
太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。
根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。
太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。
在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。
太阳常数太阳辐射通过星际空间到达地球表面。
当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc(Solar constant)表示，单位为（W/m2）。
太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。
关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。
太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。
据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。
在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。
近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。
目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计了名为“地球辐射平衡”的课题，其中一个重要项目就是对太阳辐射进行长期监视。
太阳辐射光谱和太阳常数
太阳辐射光谱和太阳常数(1)辐射光谱：太阳是个炽热的大火球，它的表面温度可达6000°K，它以辐射的方式不断地把巨大的能量传送到地球上来，哺育着万物的生长。
太阳辐射的波长范围，大约在0.15-4微米之间。
在这段波长范围内，又可分为三个主要区域，即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。
太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总量的50％，后者占43％。
紫外区只占能量的7％。
在波长0.48微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为3.0卡/cm2.分以上。
(2)太阳辐射强度和太阳常数：太阳辐射强度就是太阳在垂直照射情况下在单位时间(一分钟、一天、一个月或者一年)内，一平方厘米的面积上所得到的辐射能量。
如果在特定的情况下测量太阳辐射强度，就叫做太阳常数。
也就是说，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1平方厘米的面积上，在1分钟内所接受的太阳辐射能量，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。
这里需要解释几个概念：①日地平均距离：太阳和地球的距离在天文学上称做“天文单位”，这是一个很重要的数字，很多天文数字都是以它为基础的。
测量日地距离的方法有好几种，一种是利用金星凌日(即太阳、金星一地球刚好在一条直线上)；另一种方法是利用小行星测量日地距离。
历史上就是用前一种方法测出地球到太阳的距离的，也是这样算出日地平均距离的，即从地球上发出一束雷达波，打到金星上面，再从金星上反射回来。
利用这种方法测出的日地平均距离为149,597,870公里，大约为15,000万公里。
②在大气上界：就是说不考虑大气对太阳辐射的影响，即在没有大气的情况下。
太阳常数的数值，由于观测年代不同，以及观测方法和推算方法的不同，在不同的书籍和资料中，其数值常不一致，变动幅度在1.90-2.90卡厘米/2.分之间。
1957年国际地球物理年决定采用1.98卡/厘米2.分。
第二节太阳辐射
第二节太阳辐射（solar radiation）气象上所讨论的太阳辐射、地面辐射和大气辐射，其波长范围约在0.15－120μm之间。
太阳辐射的主要波长范围在0.15－4μm；地面和大气辐射的主要波长范围是3－120μm。
因此，将太阳辐射称为短波辐射，而把地面辐射和大气辐射称为长波辐射。
一、太阳辐射光谱太阳辐射能随波长的分布称为太阳辐射光谱。
太阳辐射光谱分三个光谱区，紫外区（λ<0.39μm ）、可见光区（λ为0.39－0.76μm）和红外区（λ>0.76μm）。
其中可见光区占能量的50％，红外区占43％，紫外区占7％。
可见光区又分为红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七色光波段。
红光（0.76－0.622μm）、橙光（0.622－0.597μm）、黄光（0.597－0.577μm）、绿光（0.577－0.492μm）、青光（0.492－0.480μm、蓝光（0.480－0.455μm）和紫光（0.455－0.390μm）。
太阳辐射中可见光部分不仅辐射能量大，而且是辐射最强的部分，所以太阳光是可见的。
二、太阳常数（solar constant）在日地平均距离的条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数。
用S0表示。
世界气象组织（WMO）测得S0为1367.7w/m2。
由于日地距离的变化，S0有7%的变化。
1cal·cm2·min-1＝697.8w/m2，所以，S0＝1367.7/697.8＝1.96cal·cm2·min-1。
三、太阳辐射在大气中的减弱太阳常数是到达大气上界的太阳辐射通量密度。
当它通过大气层时，被大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收，一部分被气体分子和悬浮的微粒散射，一部分被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。
（一）吸收作用大气中的臭氧、氧、水汽和二氧化碳都能直接吸收一部分太阳辐射。
臭氧主要吸收波长小于0.3μm的紫外辐射。
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地球表面太阳光波长以及分布
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％。
详见附图。
另外地球大气上界的太阳辐射光谱：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（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。
在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为0．295～2．5微米。
减反射膜的厚度经过特殊设计，刚好为入射光的波长的四分之一。
计算过程如下，对于折射率为n1薄膜材料，入射光波长为λ0，则使反射最小化的薄膜厚度为d1：
d1=λ0/4n1尽管，通过上面的公式，选用相应厚度、折射率膜和相应波长的光，能使反射的光减少到零，但是每一种厚度和折射率只能对应一种波长的光。
在光伏应用中，人们设计薄膜的厚度和反射率，以使波长为0.6μm的光的反射率达到最小。
因为这个波长的能量最接近太阳光谱能量的峰值。
如果减反射膜的折射率为膜两边的材料的折射率的几何平均数，反射将被进一步降低。
即
如果镀上多层减反射膜，能减少反射率的光谱范围将非常宽。
但是，对于多数商业太阳能电池来说，这样的成本通常太高。