晴空条件下光照度和辐射照度关系.pdf

第 20 卷　第 2 期 V o l 20, N o 2 1999 年 4 月 　　　　　　　　 A CTA EN ER G IA E SOLA R IS S IN ICA 　　　　　　　 　 A p r , 1999 　 晴空条件下光照度和辐射照度的关系 鞠喜林 (河北新奥集团公司太阳能研究所, 廊房 06500 1) 文　摘: 利用国际上知名软件LOW TRAN 7, 分别计算晴空时总 日射和散射条件下辐照度与光照 度之间的定量关系, 得到不同大气能见度和太阳高度对其影响规律。同时发现, 光合有效辐射波段 的总日射辐照度和散射辐照度与光照度的关系是线性的, 而全波段的总日射辐照度和散射辐照度 与光照度的关系是非线性的。计算结果与B row n 的测量结果相当接近, 证明了计算的可靠性。 关键词: 光照度, 辐照度 0　引　言 通常, 在国家辐射站上只系统地进行日射辐照度观测, 而较少进行光照度的观测。但是, 在 建筑、医学等领域对光照度资料的需求十分迫切, 因而产生了如何利用辐照度推算光照度的问 题。关于光度量与辐射度量之间的关系, 国内外均进行过一系列研究[ 1- 3 ] , 不过这些研究都是 建立在平行观测基础上的。由于在实际条件下, 太阳高度、大气能见度、云量、海拔高度以及 日 面状况等对光照度和辐射照度关系有重要作用, 这些因素随时随地都在变化, 所以最后得到的 关系式都是各种条件的综合结果, 无法得知各个条件在其中起的作用。另外, 由于国内外各观 测地点的具体条件不一, 所得到的综合结果也就不尽相同。 L OW TRAN , 即低分辨率大气透射比计算程序, 是美国空军地球物理实验室开发研制的 计算大气透射比及辐射的软件包。自197 1 年至 1989 年已先后发表多达 7 个版本[4- 6 ] , 其间不 断扩充内容, 更新资料, 改进算法和增加计算功能。我们曾利用其进行过一系列有关太阳光谱 的研究[7, 8 ] 。所谓低分辨率, 指的是光谱的波数分辨率≥20cm - 1。对于400nm 处的波长, 它大约 为 0. 3nm ; 对于 800nm 处的波长, 它大约为 1. 2nm 。实际上, 这对于我们的研究内容并无实质 性的影响。由于利用L OW TRAN 可以计算出不同太阳高度和不同能见度条件下, 地表处的太 ( ) 阳光谱辐照度和各种大气因子的光谱透射比, 再配合相应的光谱光视效率 详见后 , 就可计算 出各种条件下的光度量和辐射度量, 进而研究它们之间的定量关系。 1　计算基础 11　光度量 人眼对波长不同的光的响应是不同的, 对此可用光谱光视效能这个量来描述。光谱光视效 能 ( ) 与光谱辐射通量 和光谱光通量 有如下关系: K e, v, ( ) = ( 1) K v, e, 本文收到 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 　2 期　　　　　　　　　　　鞠喜林: 晴空条件下光照度和辐射照度的关系 19 1 ( ) 表示在某一波长上每 1 的辐射通量可产生多少流明的光通量。然而, 由于人眼对 K