太陽輻照度

太陽輻照度是指太陽輻射經過大氣層的吸收、散射、反射等作用後到達固體地球表面上單位面積單位時間內的輻射能量。其單位為：瓦特/平方米（W/㎡）。

太陽輻照度是定量描述和研究太陽光輻射的重要參量。

太陽總輻照度（Total Solar Irradiance,TSI)是指距離太陽一個天文單位處，在以太陽中心為球心的球面上，單位時間通過單位面積的、全波段的電磁輻射能量之和。TSI在各個波長範圍內的分布即為太陽分光輻照（Spectral Solar Irradiance,SSI)。

基本介紹

• 中文名：太陽輻照度
• 外文名：Solar Irradiance
• 單位：瓦特/平方米（W/㎡）
• 含義：地球表面上單位面積的輻射能量
• 屬性：定量描述和研究太陽光輻射的參量
• 影響因素：太陽高度、大氣質量等眾多因素

監測意義

監測太陽輻照度，不僅作為地球輻射收支的輸入地球的輻射有意義，而且還可以換算出太陽常數。地球上的能源除了核能、地熱、火山爆發等之外都直接或間接地來自太陽輻射。對地球這個由陸地、海洋和大氣組成的複雜體系來說，無論其內部存在什麼樣的大氣圈化學、海洋、大氣大循環和生物過程及其相互作用，太陽輻射是最重要的外部能源，它的微小變化也將導致全球範圍能量循環、水、碳和氮循環過程的變動，引起地球環境和氣候、氣象的巨大變化。太陽輻射是地球天氣過程和氣候演變的主要驅動力，氣候變化和中長期天氣預報等都需要地球輻射收支資料。

太陽活動頻繁的時期，太陽輻照度的峰值約有±0.2%，但對地球氣候的影響卻很巨大，經常發生氣候異常，引起各種自然災害。現在，人類面臨著全球規模環境變化的一系列重大問題，關係到人類的生存基礎，引起了全世界的廣泛注意，全球環境問題已經成為一個國家制定國內外政策的重大議題和國際間的政治問題，通過對地球和太陽的觀測，掌握地球環境的現狀，了解地球環境與氣候的變化與太陽輻照度之間的關係過程，探明它們之間關係的機理，對人類預測全球環境可能的未來變化，並且採取對策是非常重要的。

測量歷史

六十年代，美國噴氣推進實驗室，研製了有源腔型輻射計ACR（源腔型輻射計）系列，另外，還有瑞士PMOD的PMO系列絕對輻射計、比利時RMIB的RIARAD系列太陽輻照絕對輻射計等。

1978年Nimbus-7-/ERB(雨雲7號/地球輻射收支）於1978年開始在外空間對太陽輻照度進行監測。

1980年2月-1989年7月SMM/ACRIMI(太陽活動年任務衛星/有源腔型輻射計輻照度監測器）在大氣層外連續不間斷地測量太陽輻照度。

1984年，ERBS/ERBE(地球輻射收支衛星/地球輻射收支實驗）被發射升空監測太陽輻照度

1985年、1986年分別有NOAA-9（國家海洋及大氣管理局-9）、NOAA-10（國家海洋及大氣管理局-10）對太陽輻照度進行了測量。

1991年10月-1996年12月期間，UARS/ACRIMⅡ(上層大氣研究衛星/有源腔型輻射計輻照度監測器Ⅱ）對太陽輻照度進行了監測。

1996年1月18號，SOHO/VIRGO（太陽日光層觀測器/太陽輻照度變化和引力振動）發射升空。

1999年12月，美國發射EOS/ACRIMSAT(地球觀測系統/有源腔型輻射計輻照度監測器衛星）。

2002年7月，SORCE/TIM（太陽輻射與氣候監測衛星/太陽輻照度監測器）發射，與EOS/ACRIMSAT進行重疊測量太陽輻照度。

世界輻射標準

1956年建立“國際日射計標準（International Pyrhelimetric Scale 1956-IPS56)”。

1974年-1975年，瑞士Davos的世界輻射中心WRC（World Radiation Centre)確定新的輻射標準——世界輻射參考WRR（World Radiometric Reference)"，比IPS56標準高了2.2%，其不確定度為±0.3%，並於1980年正式開始施行。

1994年，英國的國家物理實驗室（NPL)的低溫輻射計（PSR)代表SI標準，PMO6-11絕對輻射計代表世界輻射參考WRR。

2000年9月25日至2000年10月13日在瑞士Davos的世界輻射中心進行第九屆國際日射強度計比對IPC-IX。

影響因素

由於大氣的存在，真正到達地球表面的太陽輻射能的大小要受許多因素的影響，包括太陽高度、大氣質量、大氣透明度、地理緯度、日照時間及海拔高度等。

太陽高度

太陽位於地平面以上的高度角稱之為太陽高度。太陽高度在一天中是不斷變化的。早晨日出時最低（0°），逐漸增加，到中午時最高，為90°；下午又逐漸減小，到日落時，又降低到0°，太陽高度在一年中也是不斷變化的。這是由於地球不僅在自轉，而且又在圍繞著太陽公轉的緣故。對於某一地平面而言，太陽高度低時，光線穿過大氣的路程較長，其能量衰減也多；加之光線又以較小的角度投射到該平面上，故真正到達該地的太陽能量就較少。反之亦然。

大氣質量

大氣的吸收和散射作用會使到達地面的太陽能衰減。其衰減作用的大小與太陽輻射穿過大氣路程的長短有關。太陽輻射穿過大氣路程越長，能量衰減越大；路程越短，能量損失越小。

大氣透明度

在地球表面上，由於大氣透明度不同，太陽輻照度是經常變化的。晴朗無雲的天氣，大氣透明度高，到達地面的太陽輻射就多些；天空多雲或沙塵天氣，大氣透明度低，到達地面的太陽輻射就少。

地理緯度

太陽輻射能量是由低緯度向高緯度逐漸減弱的，這是由於太陽經過的大氣層的路程不一樣造成的。

日照時間

日照時間也是影響太陽輻照度的一個重要因素，日照時間越長，地面獲得的太陽總輻射能也越多。

海拔高度

海拔高度對太陽輻照度也有影響。海拔越高，大氣透明度也越高，地面獲得的太陽總輻射能也越多。