关于不同海拔的太阳辐射计算.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论义论文题目关不同海“孩作者姓名狂学科专业工程热多里‘导师姓名程輪减完成时间二一肀逾科營技术大嗲硕士学位论文关于不同海拔的太阳辐射计算作者姓名：曾理学科专业：工程热物理导师姓名：程晓舫教授完成时间：二一五年五月十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeSolarRadiationCalculationMethodsinDifferentAltitudes

2、Aut

3、hor'sName：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名签字日期岣中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等

4、有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名取淋签字日期：签字日期：却印曰摘要摘要太阳辐射是地球上所有活动的重要能量来源，也是地球气候形成的最主要的影响因子，对地表能量交换、维持地表辐射平衡以及天气和气候的形成均起到决定性的作用。太阳辐射的变化对气候变化、农业生产以及日常生活都具有非常重要影响。当前，能源危机越来越严重，提高自然资源的利用效率也越来越重要，而的地表能源都是来源于太阳能，因此，准确地计算地表太阳辐射（包栝单波长

5、太阳辐射和太阳辐照度）并确定其时间和空间的分布，有着十分重要的理论和实践价值。我国虽然现有各类气象观测台站多个，但可以用于观测太阳辐射的气象观测台站只有多个，专为太阳辐射测量的气象观测台站几乎没有，现有的可用于太阳辐射研宄的实测资料，远远不能满足太阳辐射研究的需要。所以在研究太阳辐射时，往往都需要借助建立模型来进行理论计算。相关文献提出的太阳辐射计算公式一般只适用于海平面或低海拔地方，这对某些太阳能工程设计是远远不够的。比如在太阳能飞机的设计中，需要适用于高海拔的太阳辐射计算公式。针对这种情况，为得到计算任意海拔的太阳辐射公式，提出了非均质大气

6、模型，即大气均匀混合且大气分子浓度和大气层密度垂直分布，同一离地高度的大气分子浓度和大气层密度相同且大气分子浓度和大气层密度随高度变化。则可以由比尔定律得到，大气层的吸收系数其中火是与分子浓度无关的常数（与波长相关），可由已测得的海平面和外太空的光谱分布得到；《是大气分子浓度，与大气密度成正比，其比例系数为。这样就将计算复杂的吸收系数转化为计算大气分子浓度或大气层密度，从而得到通用的计算任意海拔高度的太阳辐射公式。根据计算大气分子浓度的两种计算方法，将非均质大气模型分为标准大气模型和概率统计大气模型。在推导计算公式时，先假设大气层是水平的，得到

7、太阳辐射的近似公式，在通过分析将大气层视为水平的假设带来的误差推导得到减少这种误差的修正公式，并指出当天顶角小于°时，这种误差可以忽略，基于非均质大气模型推导得到的太阳辐射计算公式可不做修正当天顶角大于°时，若精确度要求不高，可通过线性处理来简化修正公式。一天内海平面的太阳辐照度实测数据和非均质大气模型标准大气模型和概率统计大气模型）的计算数据基本相差不到不同海拔的大气透明系数实测数据在标准大气模型和概率统计大气模型的计算数据附近排列，且标准大气模型摘要和概率统计大气模型的计算数据和实测数据的误差小于验证了本文提出的标准大气模型和概率统计大气模

8、型可以计算不同海拔的地表和任意大气层高度的太阳辐射。将标准大气模型和概率统计大气模型的计算数据进行比较，可以发现，标准大气模型的误差小于概率统计大气模型的误差，所以基于标准大气模型推导得到的太阳辐射计算公式比基于概率统计大气模型推导得到的太阳辐射计算公式更准确。关键词：太阳辐射；光谱分布；比尔定律；布格朗伯定律；海拔高度；大气层；标准大气模型；概率统计大气模型ABSTRACTABSTRACTSolarradiationisnotonlyanimportantenergyforallofactivitiesonEarth,butalsothemo

9、stimportantfactoroftheEarth'sclimate,andhasplayedadecisiveroletomaintainthe