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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

ωδ?δ?ωρπω

ωδ?δ?ρπωω+=+=?+-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,δ?ρωπ

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

太阳辐射计算

太阳辐射计算

辐射(*10E7)

太阳辐射计算

0.511.522.53

3.54

4.51316191121151181211241271301331361

积日

日理论太阳辐射(W )

正午太阳高度

太阳辐射计算

太阳辐射计算

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

太阳辐射计算

太阳辐射计算

-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

太阳辐射计算

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。