太阳辐射计算

南京信息工程大学 实习报告

实习名称 某地理论日太阳辐射计算 实习科目 气象气候学 指导老师 陈华 日期 12.15 姓名 王一舟 学院 遥感 专业 地理信息系统 班级 07地信(1) 学号 20071316004

一、 实习名称：某地理论日太阳辐射量计算 二、 实习内容

1. （1）计算（135°E,35°N ）的全年日太阳辐射（计算积日，1 月1日记为1，1 月2

日记为2，依次累加，每隔30天计算一日的太阳辐射）

（2）计算海口（20°N ），南京（32.13°），北京（40°）在6月22日的日理论太阳辐射。（6月22日换算积日为173）

日太阳辐射计算公式

)

sin cos cos sin sin (2)cos cos cos sin (sin 2002

200

ωδϕδϕωρπω

ωδϕδϕρπωω+=+=⎰+-I T Q d I T Q s s

。

为当地当日的太阳赤纬地纬度，为当为日地相对距离，，本文亦采用该值，用在近代气候计算中多采为太阳常数，

为当日日落时角，，为日理论太阳辐射量，其中，δϕρωπ

00001370I I 4.4852T

Q =s

2. 计算工具 ：MA TLAB

3. 计算过程（程序）

%计算某地理论日太阳辐射总量，要求输入当地纬度、正午太阳高度、积日数 function [d,chiwei,shijiao,s]=sun(fai,h,dn) %fai 为当地纬度，h 为当地

某日正午太阳高度，dn 为积日数（1月1日为1，1月2日记为2，依次累加）

d=1+0.033*cos(2*pi*dn/365) ; %当地某日实际日地距离 chiwei=fai*pi/180-acos(sin(pi*h/180)) ; %某日太阳赤纬

shijiao=acos(-tan(fai*pi/180)*tan(chiwei)) ; %当地某日日落时角

s=1366.0*24*60*60*d/pi*(shijiao*sin(pi*fai/180)*sin(chiwei)+cos(pi*fa i/180)*cos(chiwei)*sin(shijiao)) ;

%计算(135°E，35°N)2009年一年的积日日辐射

latitude=input('请输入纬度');

out=zeros(13,6);

out(:,2)=[31.9753,37.4331,47.5867,51.4197,69.9698,76.8650,78.1845,73. 5258,64.4637,53.0381,41.8139,33.8391,31.6794];

dn=1;

i=1;

while dn<365

[out(i,1)]=dn;

[out(i,3),out(i,4),out(i,5),out(i,6)]=sun(latitude,out(i,2),out(i,1)) ;

i=i+1;

dn=dn+30;

end

out(:,1:5)

%计算不同地点（海口20°N，南京32.13°，北京40°）同一积日数（173，6月22日）的日理论太阳辐射量

fai=input('请输入当地纬度');

h=input('输入当地正午太阳高度');

dn=input('输入积日数');

[d,chiwei,shijiao,s]=sun(fai,h,dn);

s

4.计算结果

（1）同一地点不同时间的理论日太阳辐射量、太阳赤纬、正午太阳高度、时角

辐射（*10E7）

0.511.522.53

3.54

4.51316191121151181211241271301331361

积日

日理论太阳辐射（W ）

正午太阳高度

1020304050607080901

316191121151181211241271301331361

积日

正午太阳高度（角度制）

日地距离、赤纬、时角一年内积日变化

-1

-0.50

0.511.52积日

（2） 海口20°N ，南京32.13°，北京40°）在同一积日数（173，6月22日）的日理论

太阳辐射量

三、 结果分析说明

1.该计算方法只是一个基于数学推导的理论模型，只考虑了天文因素，未曾考虑到云雨量海拔高度等影响某地实际太阳辐射的因素，因此该方法只适用于宏观趋势分析，而不适用具体的预报。

2.根据第一问“同一地点不同时间日太阳辐射量”结果可知，某一地点太阳辐射强弱与正太阳高度、日地实际距离、太阳时角（可反应昼夜长短、进而反映季节变化）成正比。

3. 根据第二问“不地点同一时间日太阳辐射量”结果可知，太阳辐射强弱并不与正与太高度等因素严格成正比，纬度只是作为影响正午太阳高度的一个因素，北半球夏至日（平均在6月22日）太阳直射北回归线，全球正午太阳高度依此为中心，向南北递减；北半球纬度越高，白昼越长。因此，此时并不是纬度越低，或是正午太阳高度越大，太阳辐射就越多。