日射 にっしゃ 量 りょう (insolation ) ,或 ある 稱 しょう 太陽 たいよう 輻 や 照 あきら (solar irradiation[ 1] ) 、太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 量 りょう 、日照 ひでり (solar exposure[ 2] ) ,是 ぜ 在 ざい 測量 そくりょう 儀 ぎ 器 き 的 てき 波長 はちょう 範圍 はんい 內以電磁 でんじ 輻射 ふくしゃ 的 てき 形式 けいしき 從 したがえ 太陽 たいよう 接收 せっしゅう 的 てき 每 まい 單位 たんい 面積 めんせき 一定時間內的能量功率累積。日射 にっしゃ 量 りょう 常用 じょうよう 的 てき SI制 せい 單位 たんい 為 ため 百 ひゃく 萬 まん 焦 こげ 耳 みみ /平方 へいほう 米 まい (
M
J
/
m
2
{\displaystyle MJ/m^{2}}
),某 ぼう 些儀器 き 上 じょう 也以單位 たんい 時間 じかん 的 てき 光子 こうし 數 かず (
μ みゅー
m
o
l
/
(
m
2
s
e
c
)
{\displaystyle \mu mol/(m^{2}sec)}
)來 らい 表示 ひょうじ 。
和 わ 日照 ひでり 强度 きょうど (Solar irradiance )[ 3] 不同 ふどう 的 てき 是 ぜ ,日射 にっしゃ 量 りょう 是 これ 日照 ひでり 强度 きょうど 对时间的积分 ,可 か 求 もとめ 出 で 一段时间内表面所受的辐射能 のう 。日照 ひでり 强度 きょうど 為 ため 每 ごと 單位 たんい 面積 めんせき 瞬間 しゅんかん 的 てき 能 のう 量 りょう ,SI制 せい 單位 たんい 為 ため 瓦 かわら 特 とく /平方 へいほう 米 まい (
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
)
日射 にっしゃ 量 りょう 是 ぜ 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 經過 けいか 大氣 たいき 吸收 きゅうしゅう 和 わ 散 ち 射 い 後 ご ,可 か 以在宇宙 うちゅう 中 ちゅう 或 ある 地球 ちきゅう 表面 ひょうめん 測量 そくりょう 到 いた 的 てき 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 。 宇宙 うちゅう 中 なか 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう 是 ぜ 與太 よた 陽 ひ 的 てき 距離 きょり ,太陽 たいよう 週 しゅう 期 き 和 やわ 跨 またが 週 しゅう 期 き 變化 へんか 的 てき 函數 かんすう [ 4] 。地表 ちひょう 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう 還 かえ 取 ど 決 けつ 於測量 そくりょう 面 めん 的 てき 傾斜 けいしゃ 度 ど 、太陽 たいよう 高度 こうど 角 かく 以及大氣 たいき 條件 じょうけん [ 5] 。地表 ちひょう 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう 會 かい 影響 えいきょう 植物 しょくぶつ 的 てき 新陳代謝 しんちんたいしゃ 和 わ 動物 どうぶつ 行為 こうい [ 6] 。
日射 にっしゃ 量的 りょうてき 研究 けんきゅう 和 わ 測量 そくりょう 具有 ぐゆう 幾 いく 個 こ 重要 じゅうよう 的 てき 應用 おうよう ,包括 ほうかつ 太陽 たいよう 能 のう 發電 はつでん 廠 しょう 的 てき 發電 はつでん 量 りょう 預 あずか 測 はか 、建築 けんちく 物的 ぶってき 供 きょう 熱 ねつ 和製 わせい 冷 ひや 負荷 ふか ,以及氣候 きこう 模型 もけい 和 わ 天 てん 气预报 。
全 ぜん 天空 てんくう 日射 にっしゃ 量的 りょうてき 全 ぜん 球 たま 分布 ぶんぷ 圖 ず [ 7]
直 じき 達 たち 日射 にっしゃ 的 てき 全 ぜん 球 たま 分布 ぶんぷ 圖 ず [ 7]
日射 にっしゃ 量 りょう 根據 こんきょ 其應用 おうよう 領域 りょういき ,被 ひ 分類 ぶんるい 為 ため 以下 いか 幾 いく 種 しゅ 不同 ふどう 的 てき 類型 るいけい :
總 そう 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ (英文 えいぶん :Total Solar Irradiance,TSI)是 ぜ 對 たい 入射 にゅうしゃ 到 いた 地球 ちきゅう 高層 こうそう 大氣 たいき 的 てき 每 まい 單位 たんい 面積 めんせき 上 じょう , 垂直 すいちょく 於入射光 しゃこう 方向 ほうこう 所 しょ 量 りょう 測 はか 到 いた 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう [ 5] ,所有 しょゆう 波長 はちょう 的 てき 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 的 てき 能 のう 量 りょう 總和 そうわ 。太陽 たいよう 常數 じょうすう 便 びん 是 ぜ 一 いち 天文 てんもん 單位 たんい 下 した 的 てき 總 そう 太陽 たいよう 日射 にっしゃ 平均 へいきん 值。
直 じき 達 たち 日射 にっしゃ (英文 えいぶん :Direct Normal Irradiation,DNI 或 ある beam radiation),是 ぜ 指 ゆび 垂直 すいちょく 於太陽光 たいようこう 直進 ちょくしん 方向 ほうこう 的 てき 平面 へいめん 上 じょう ,所 しょ 測量 そくりょう 到 いた 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう [ 8] ,並 なみ 不 ふ 包括 ほうかつ 漫射 的 てき 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 。 直 じき 達 たち 日射 にっしゃ 等 とう 於大 おだい 氣 き 上方 かみがた 的 てき 地 ち 外 がい 輻射 ふくしゃ ,減 げん 去 さ 由 ゆかり 大氣 たいき 吸收 きゅうしゅう 和 わ 散 ち 射 い 能 のう 量 りょう 損耗 そんこう 。 損耗 そんこう 的 てき 量 りょう 取 と 決 けつ 於一天 いってん 中 ちゅう 的 てき 時間 じかん (因 よし 為 ため 太陽 たいよう 高度 こうど 角 かく 隨時 ずいじ 間 あいだ 變化 へんか )、雲量 うんりょう ,空氣 くうき 水分 すいぶん 含量和 わ 懸 かか 浮固體 こたい 等 とう 因 いん 素 もと 。 外 そと 大氣 たいき 層 そう 的 てき 直 じき 達 たち 日射 にっしゃ 也會隨 ずい 著 ちょ 一 いち 年 ねん 中 ちゅう 的 てき 時間 じかん 而變化 へんか (因 いん 為 ため 地 ち 日 び 距離 きょり 會 かい 變化 へんか ),不 ふ 過 か 與 あずか 總 そう 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 的 てき 損失 そんしつ 相 しょう 比 ひ ,這項影響 えいきょう 通常 つうじょう 不 ふ 太 ふとし 明 あかり 顯 あらわ 。
擴散 かくさん 日射 にっしゃ (英文 えいぶん :Diffuse Horizontal Irradiance ,DHI 或 ある Diffuse Sky Radiation)是 これ 大氣 たいき 層 そう 散 ち 射 い 的 てき 地表 ちひょう 輻射 ふくしゃ ,通常 つうじょう 在 ざい 水平 すいへい 表面 ひょうめん 上 じょう 測量 そくりょう 的 てき ,其輻射 ふくしゃ 來 らい 自 じ 天空 てんくう 中 ちゅう 所有 しょゆう 點 てん ,但 ただし 扣除 こうじょ 直 じき 達 たち 日射 にっしゃ [ 8] [ 9] ,因 いん 此在沒 ぼつ 有 ゆう 大氣 たいき 的 てき 情況 じょうきょう 下 か 幾 いく 乎沒有 ゆう 擴散 かくさん 日射 にっしゃ [ 8] 。
全 ぜん 天空 てんくう 日射 にっしゃ (英文 えいぶん :Global Horizontal Irradiance ,GHI)是 ぜ 在 ざい 地表 ちひょう 水平面 すいへいめん 上 うえ 所 しょ 測 はか 得 とく 的 てき 總 そう 日射 にっしゃ 量 りょう 。 它是直 じき 達 たち 日射 にっしゃ 和 わ 擴散 かくさん 日射 にっしゃ 的 てき 總和 そうわ :[ 10]
GHI
=
DHI
+
DNI
×
cos
(
z
)
{\displaystyle {\text{GHI}}={\text{DHI}}+{\text{DNI}}\times \cos(z)}
全 ぜん 天 てん 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 計 けい ,是 ぜ 測量 そくりょう 全 ぜん 天空 てんくう 日射 にっしゃ 量的 りょうてき 儀 ぎ 器 き 。
外 そと 大氣 たいき 層 そう 所 しょ 接收 せっしゅう 到 いた 的 てき 總 そう 太陽 たいよう 輻射 ふくしゃ 年 ねん 平均 へいきん 約 やく 為 ため 1361
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
[ 11] 。太陽 たいよう 的 てき 光線 こうせん 在 ざい 穿 ほじ 過 か 大氣 たいき 層 そう 時 じ 會 かい 有能 ゆうのう 量 りょう 損耗 そんこう ,在 ざい 晴天 せいてん ,海 うみ 平面 へいめん 上 じょう 的 てき 最大 さいだい 正常 せいじょう 全 ぜん 天空 てんくう 日射 にっしゃ 約 やく 為 ため 1000
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
。 當 とう 功 こう 率 りつ 1361
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
的 てき 太陽光 たいようこう 到達 とうたつ 大氣 たいき 層 そう 上方 かみがた 時 じ (當 とう 太陽 たいよう 在 ざい 無 む 雲 くも 的 てき 天空 てんくう 中 ちゅう 到達 とうたつ 天頂 てんちょう 時 じ ),地表 ちひょう 所 しょ 能 のう 接收 せっしゅう 到 いた 的 てき 直 じき 達 たち 日射 にっしゃ 約 やく 為 ため 1000
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
,水平面 すいへいめん 上 じょう 的 てき 全 ぜん 天空 てんくう 日射 にっしゃ 約 やく 為 ため 1120
W
/
m
2
{\displaystyle W/m^{2}}
[ 12] 。 後者 こうしゃ 包含 ほうがん 擴散 かくさん 日射 にっしゃ 的 てき 能 のう 量 りょう 。 實際 じっさい 數字 すうじ 隨 ずい 太陽 たいよう 的 てき 角度 かくど 和 わ 大氣 たいき 環境 かんきょう 而變化 へんか 。
投影 とうえい 效 こう 應 おう : 同樣 どうよう 的 てき 光 ひかり 束 たばね 若 わか 從 したがえ 法線 ほうせん 方向 ほうこう 照射 しょうしゃ 平面 へいめん ,其分布 ぶんぷ 在 ざい 單位 たんい 面積 めんせき 的 てき 能 のう 量 りょう 會 かい 是 ぜ 與 あずか 法線 ほうせん 成 なり 60°角 かく 的 てき 同樣 どうよう 光 こう 束 たば 的 てき 兩 りょう 倍 ばい 。
當 とう 表面 ひょうめん 直接 ちょくせつ 面 めん 對 たい 且垂直 ちょく 於太陽 たいよう 時 じ ,該表面 めん 上 じょう 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう 最大 さいだい 。當 とう 表面 ひょうめん 與太 よた 陽 ひ 之 の 間 あいだ 的 てき 角度 かくど 偏 へん 離 はなれ 法線 ほうせん 時 じ ,日射 にっしゃ 量 りょう 隨 ずい 該角度 かくど 的 てき 餘弦 よげん 值減小 しょう 。如右圖 ず ,一英里寬的光束從頭頂垂直照射,另一光束則與法線 ほうせん 成 なり 60°角 かく (與 あずか 水平面 すいへいめん 成 なり 30°角 かく ),其餘弦 よげん 值為1/2,而平行 へいこう 法線 ほうせん 的 てき 光線 こうせん 餘弦 よげん 為 ため 1。因 よし 此,與 あずか 法線 ほうせん 成 なり 60°角 かく 的 てき 光 ひかり 束 たば 將 しょう 光 こう 散 ち 佈在兩 りょう 倍 ばい 的 てき 面積 めんせき 上 じょう 。因 よし 此,每 まい 平方 ひらかた 英里 えり 的 てき 光量 ひかりりょう 減少 げんしょう 一半 いっぱん 。 這種「投影 とうえい 效 こう 應 おう 」是 ぜ 地球 ちきゅう 兩極 りょうきょく 地區 ちく 比 ひ 赤道 せきどう 地區 ちく 冷 ひや 得 とく 多 た 的 てき 主要 しゅよう 原因 げんいん 。每年 まいとし 平均 へいきん 而言,兩極 りょうきょく 比 ひ 赤道 せきどう 受到的 てき 日照 ひでり 要 よう 少 しょう ,因 いん 為 ため 兩極 りょうきょく 的 てき 角度 かくど 總 そう 是 ぜ 比 ひ 熱帶 ねったい 地區 ちく 遠 とお 離 はなれ 太陽 たいよう 的 てき 角度 かくど 大 だい ,而且在 ざい 各自 かくじ 冬季 とうき 的 てき 六個月中根本沒有任何日照。
當 とう 太陽光 たいようこう 以靠近 きん 水平面 すいへいめん 的 てき 角度 かくど 入射 にゅうしゃ 大氣 たいき 層 そう 十 じゅう ,會 かい 穿 ほじ 過 か 更 さら 多 た 的 てき 大氣 たいき ,這會使 し 其能量 りょう 散 ち 失 しつ ,從 したがえ 而進一 いち 步 ほ 減少 げんしょう 表面 ひょうめん 的 てき 日射 にっしゃ 量 りょう 。
光 ひかり 束 たば 能 のう 量的 りょうてき 衰 おとろえ 減 げん 受比 ひ 爾 なんじ -朗 ろう 伯 はく 定律 ていりつ 控 ひかえ 制 せい ,即 そく 到達 とうたつ 表面 ひょうめん 的 てき 透 とおる 射 しゃ 率 りつ 或 ある 日照 ひでり 分數 ぶんすう 在 ざい 路 みち 徑 みち 的 てき 光學 こうがく 深度 しんど 或 ある 吸收 きゅうしゅう 率 りつ 中 ちゅう 呈 てい 指數 しすう 下降 かこう 。大氣 たいき 中 ちゅう 的 てき 日照 ひでり 對 たい 於任何 なん 給 きゅう 定 じょう 的 てき 短 たん 路 ろ 徑 みち ,光學 こうがく 深度 しんど 與 あずか 沿該長 ちょう 度 ど 的 てき 吸收 きゅうしゅう 器 き 和 やわ 散 ち 射 い 器 き 的 てき 數量 すうりょう 成 なり 比例 ひれい ,通常 つうじょう 隨 ずい 著 ちょ 高度 こうど 的 てき 降 くだ 低 てい 而增加 ぞうか 。那 な 麼,整 せい 個 こ 路 ろ 徑 みち 的 てき 光學 こうがく 深度 しんど 就是這些光學 こうがく 深度 しんど 在 ざい 路 みち 徑 みち 上 じょう 的 てき 積分 せきぶん (總和 そうわ )。
在 ざい 全 ぜん 球 たま 各個 かっこ 國家 こっか ,區域 くいき 和 わ 國家 こっか 層 そう 面 めん 對 たい 太陽 たいよう 能 のう 潛 せん 力 りょく 的 てき 評 ひょう 估和測 はか 繪 え 一直是學術和商業上的重大課題。對 たい 各個 かっこ 國家 こっか 的 てき 太陽 たいよう 能 のう 潛 せん 力 りょく 進行 しんこう 全面 ぜんめん 測 はか 繪 え 的 てき 最早 もはや 嘗試之 の 一是由聯合國環境規劃署資助,美國 びくに 国家 こっか 可 か 再生 さいせい 能 のう 源 げん 实验室 しつ 進行 しんこう 的 てき 太陽 たいよう 能 のう 與 あずか 風 ふう 能 のう 資源 しげん 評 ひょう 估(SWERA)專 せん 案 あん [ 13] 。其他示 しめせ 例 れい 包括 ほうかつ 美国 びくに 国家 こっか 航空 こうくう 航 こう 天 てん 局 きょく 和 かず 其他類似 るいじ 機構 きこう 的 てき 全 ぜん 球 たま 製圖 せいず ,其中許多 きょた 可 か 在 ざい 國際 こくさい 可 か 再生 さいせい 能 のう 源 げん 機構 きこう 提供 ていきょう 的 てき 全 ぜん 球 たま 可 か 再生 さいせい 能 のう 源 げん 圖 ず 集 しゅう 上 じょう 找到。 2017年 ねん 1月 がつ ,世界銀行 せかいぎんこう 利用 りよう Solargis提供 ていきょう 的 てき 數 すう 據 よりどころ 發布 はっぷ 了 りょう 《全 ぜん 球 たま 太陽 たいよう 能 のう 圖 ず 集 しゅう 》,為 ため 涵蓋所有 しょゆう 國家 こっか 的 てき 高 だか 質量 しつりょう 太陽 たいよう 能 のう 數 すう 據 よりどころ ,地圖 ちず 和 わ GIS圖 ず 層 そう 提供 ていきょう 了 りょう 單一 たんいつ 來 き 源 げん 。
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