太阳辐射照度测量及变化规律

从技术角度讲，辐射照度是太阳辐射到1m²地球大气层或者地球表面上的量。辐射照度的单位是W/m²（瓦每平方米）。在太阳辐射即将进入地球大气层之前，太阳的辐射照度为大约1366W/m²。晴天时，近30%的太阳辐射能量被地球大气层的尘埃和水蒸气吸收或者反射（被吸收的阳光转化为热量）。当入射的太阳辐射到达我们房顶上的太阳能阵列，在外太空的1366W/m²就已经被耗散并削减到1000W/m²。

测量辐射照度

科学家们采用一种叫做日射强度计的装置来测量太阳的辐射照度。日射强度计既测量直射辐射也测量散射辐射。在日射强度计上方放置一个遮光装置，它就能够仅测量散射辐射。并不昂贵的日射强度计能够沿着太阳能阵列的边上安装，用来监测太阳能的输入，从而监测系统的性能。

虽然太阳有着长的（11年）周期，期间其输出不断变化，但是在一个短的时期内，辐射照度相当恒定。也就是说，在任何给定位置，太阳的辐射照度在白天的几个小时中是不断变化的，这是值得注意的很重要的一点。到了晚上，如您所预计的那样，太阳辐射照度为零。日出时，辐射照度缓慢增加，当然，中午前后达到峰值。从中午到日落，辐射照度慢慢下降，到晚上时再次降到零。辐射照度的这些变化是由太阳照射到地球上的角度决定的，当地球围绕它的轴旋转时，该角度每分钟都在变化。太阳射线穿过大气层的角度既影响能量密度（见图2-2）又影响阳光到达地球表面前必须经过的大气层的距离（见图2-3）。如图2-2所示，小角度的阳光传递的每平方米的能量比大角度阳光要少得多，导致较低的能量密度。于是，清晨的辐射照度被降低了。不过，当太阳一路前进横过天空，能量密度和辐射照度就增加了。辐射照度也受到阳光经过的大气层的距离的影响，如图2-3所示。大气层距离越长，对入射太阳辐射的过滤作用越强，到达地球的阳光就越少，于是辐射照度也越低。下面，我们就仔细讲解以下这个概念。(www.xing528.com)

图2-2 能量密度（与入射射线垂直的表面比不垂直的表面吸收更多的太阳能）