式中Z0为太阳方向与天顶之间的角度。天顶角的数值取决于地球本身的形状及其运动状况，即取决于地理纬度、一天中的时间与一年中的季节，如果用φ表示地理纬度、δ0表示太阳的偏角、w表示太阳的时角，则

　　cosZ0=sinφsinδ0＋cosφcosδ0cosw (5.3)

　　这样计算出来的Qs为理想条件下（即缺失大气及其他因素干扰时）到达地表的太阳辐射值。当Z0=00，l=1时，Qs=S0。为了比较正确地描述穿过大气后到达地表面的太阳辐射，我们首先应当作出几个必要的规定：

　　（1）吸收率：给定波长时，被物体所吸收的入射辐射的份额；

　　（2）发射率：给定波长时，被物体表面所发射的占理想黑体向外发射值的份额；

　　（3）反射率：给定波长时，被物体表面所反时的入射辐射的份额；

　　（4）透射率：给定波长时，被物体所透过的入射辐射的份额；

　　（5）辐射通量：单位时间内，所发射的、透射的、反射的或接受的辐射能量；

　　（6）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量；

　　（7）黑体：物理学规定的一种理想物体。具有无选择性地吸收一切入射的电磁辐射及“无选择性”地向外发射各波段的电磁辐射的特性。黑体所发射的辐射强度E，是辐射波长λ，物体的绝对温度T及发射面面积A的函数，即E=f（λ，T，A）。任何一个接受辐射能的物体，其吸收率（a）、透过率（t）及反射率（r）之和恒等于1，即a＋t＋r=1。而对黑体而言，a=1，t及r分别等于0，表明黑体既不透过亦不反射。

　　当太阳辐射穿过大气及其中的水汽、二氧化碳或其他微粒时，在不同的波长部分会受到不同程度的反射、散射、吸收和透过，因此需要大致了解太阳辐射的波谱特性。

　　电磁波辐射的范围很广，可以从波长为10-10μ的宇宙线，直到波长为几公里的无线电波。太阳辐射的波长范围也很广，可从0到无穷大。但能量的绝大部分集中于0.15～4.0μ的范围内，大约在其间的太阳辐射能可占据全部太阳辐射能的99％，图5－1即为它的波谱图。

　　太阳辐射中的不同波长部分，在通过地球大气层后，具有不同程度的削弱状况，这可用表5－5来说明。

　　从表5－5看出，大气上界的太阳辐射光谱的能量到达地表时，会产生很大的改变。地球向外发射的长波辐射光谱，同样也因CO2及水汽的吸收而发生变化，现将它们的这些变化表示于图5－2。

　　由图5－2可知，在0.15～4.0μ的太阳辐射光谱间，可见光区域（0.4～0.7μ）所占据的能量最大，约达50％，红外区域（＞0.7μ）约占43％，紫外区域（＜0.4μ）约占7％。最大辐射能力的波长为0.483μ，即在可见光范围的浅蓝色光谱内。

　　太阳辐射遵循以下几个主要定律：

　　克希霍夫定律（Kirchoff’sLaw）：任何一种物体的发射能力与其吸收率之比，是波长和绝对温度的函数。对于黑体来说，该比值即等于发射强度。对于任何一种其他物体来说，它所能吸收的某个辐射波长，恰好即为同一温度下所能发射的波长。

　　斯蒂芬定律（Steffen’sLaw）：将一绝对温度为T1°K的黑体置于一个绝对温度为T2°K的环境内，该黑体将按照一个严格的定律

　　获得或失去它的能量，这个定律即斯蒂芬定律：
　　本文标题：太阳辐射(3)
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