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3.5各地每日不同太阳能维持的时间的统计分布--气象统计学私探(14)

已有 808 次阅读 2020-8-28 10:20 |个人分类:统计气象学19|系统分类:科研笔记

3.5各地每日不同太阳能维持的时间的统计分布--气象统计学私探(14)

张学文,2020 08 28(第3章,第4节)

 

前面利用公式(3.1)做了不同季节不同地点(纬度)的太阳在不同高度的滞留时间的计算与统计分析。现在则把分析的对象从太阳高度改为当地地平面获得的太阳能(不考虑大气对它的吸收),即就不同季节、不同地点(纬度)分析不同强度的太阳能分别占据了一天中的多少分钟。显然,这里的计算思路与求太阳在不同高度的滞留时间的类似的。而仅需要用太阳能公式(3.9)代替公式(3.1),就可以获得对应的结果。确实,利用公式(3.9),就可以针对不同季节(不同的赤纬值)不同纬度计算出每天的1440分钟地平面上的不同的太阳能的值。在此基础上再开展统计分析,求得当地、当天不同太阳能占据的时间有多长。这个占据时间(滞留时间)的长度可以用分钟表示,也可以用占了一天的全部时间(24小时)的百分比表示。这显然也是表示太阳能统计分布的一种办法。

下面的四个表就是用不同太阳能占据的一天时间的百分比的表示结果。

表(3.5 春分日不同太阳能强度占据当天时间的百分比%

(从赤道到北极,太阳能的单位:kJ/min·m2


纬度(北纬/°)

太阳能

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

0-5

1.88

1.88

2.01

2.15

2.43

2.99

3.82

5.63

11.18

50.00

5-10

1.94

2.08

2.08

2.22

2.64

3.06

3.89

5.83

13.06

0.00

10-15

1.94

1.94

2.08

2.22

2.50

3.06

4.03

6.25

25.76

0.00

15-20

1.94

1.94

2.08

2.36

2.64

3.06

4.17

7.08

0.00

0.00

20-25

1.94

1.94

2.08

2.36

2.64

3.33

4.58

9.31

0.00

0.00

25-30

2.08

2.08

2.22

2.36

2.78

3.47

5.14

15.90

0.00

0.00

30-35

2.08

2.08

2.22

2.50

2.92

3.75

6.11

0.00

0.00

0.00

35-40

2.08

2.22

2.22

2.50

3.06

4.17

9.31

0.00

0.00

0.00

40-45

2.22

2.36

2.50

2.78

3.33

4.86

8.96

0.00

0.00

0.00

45-50

2.36

2.36

2.50

2.92

3.75

6.67

0.00

0.00

0.00

0.00

50-55

2.50

2.50

2.78

3.19

4.44

11.60

0.00

0.00

0.00

0.00

55-60

2.64

2.64

3.06

3.75

5.83

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

60-65

2.92

3.06

3.33

4.44

11.04

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

65-70

3.19

3.47

4.03

6.39

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

70-75

3.89

4.17

5.56

7.85

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

75-80

5.42

6.11

9.24

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

80-85

8.96

7.15

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

 

       以上的表(用于春分)给出了10个经纬度上 不同太阳能所维持的分钟数占全天分钟数(1440分钟)的百分比,其合计值是100%。这符合统计学语言。以上的表实际对应了10条太阳能占有时间百分比的曲线(这里没有列出)。这些结果丰富了我们对太阳能的认识。

下面三个表分别是夏至,秋分,冬至日的一天中不同太阳能占有的相对时间。这里不一一说明了。

表(3.6 夏至日不同太阳能强度占据当天时间的百分比%

(从赤道到北极,太阳能的单位:kJ/min·m2

 

 

太阳能

纬度(北纬/°)

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0-5

50.00

47.57

44.93

41.88

38.13

32.71

22.99

0.00

0.00

0.00

5-10

2.29

2.22

2.50

2.78

3.19

4.03

6.11

5.63

0.00

0.00

10-15

2.22

2.36

2.36

2.64

2.92

3.75

5.42

15.97

0.00

0.00

15-20

2.36

2.36

2.36

2.50

3.06

3.61

4.86

9.17

0.00

0.00

20-25

2.22

2.22

2.50

2.64

2.92

3.47

4.72

7.36

18.96

0.00

25-30

2.50

2.36

2.36

2.64

2.92

3.47

4.58

6.94

17.36

0.00

30-35

2.36

2.50

2.50

2.64

3.06

3.61

4.44

6.53

13.33

0.00

35-40

2.64

2.50

2.50

2.78

2.92

3.61

4.58

6.81

13.33

100.00

40-45

2.64

2.50

2.64

2.78

3.19

3.61

4.86

7.08

16.81

0.00

45-50

2.78

2.78

2.78

2.92

3.19

3.89

5.00

8.06

20.21

0.00

50-55

3.06

2.92

2.92

3.06

3.47

4.17

5.69

10.83

0.00

0.00

55-60

3.33

3.06

3.06

3.33

3.75

4.58

6.67

15.63

0.00

0.00

60-65

4.03

3.47

3.47

3.61

4.17

5.42

10.00

0.00

0.00

0.00

65-70

4.86

4.03

3.89

4.03

4.86

6.94

10.07

0.00

0.00

0.00

70-75

8.89

5.28

4.72

5.14

6.39

13.13

0.00

0.00

0.00

0.00

75-80

3.82

11.88

7.22

7.92

11.88

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

80-85

0.00

0.00

7.29

6.74

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

 

 

表(3.7)秋分日不同太阳能强度占据当天时间的百分比%

(从赤道到北极,太阳能的单位:kJ/min·m2

 


纬度(北纬/°)

太阳能%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

50.00

5

2.01

2.01

2.15

2.29

2.57

3.13

3.96

5.76

11.60

50.00

10

1.94

1.94

2.08

2.22

2.64

3.06

4.03

5.97

13.61

0.00

15

1.94

2.08

2.08

2.36

2.64

3.19

4.17

6.53

24.79

0.00

20

2.08

2.08

2.22

2.36

2.64

3.19

4.31

7.50

0.00

0.00

25

2.08

2.08

2.08

2.36

2.78

3.33

4.72

10.14

0.00

0.00

30

2.08

2.08

2.36

2.50

2.78

3.75

5.42

14.10

0.00

0.00

35

2.08

2.22

2.22

2.50

3.06

3.89

6.67

0.00

0.00

0.00

40

2.22

2.22

2.50

2.78

3.19

4.44

12.08

0.00

0.00

0.00

45

2.36

2.36

2.50

2.78

3.61

5.28

4.65

0.00

0.00

0.00

50

2.36

2.50

2.64

3.19

4.03

7.92

0.00

0.00

0.00

0.00

55

2.64

2.64

2.92

3.47

4.86

8.82

0.00

0.00

0.00

0.00

60

2.78

2.92

3.19

3.89

7.22

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

65

3.06

3.19

3.75

5.14

7.99

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

70

3.61

3.89

4.58

11.25

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

75

4.58

4.86

7.64

0.90

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

80

7.50

10.90

5.07

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

85

4.65

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

 

表(3.8)冬至日不同太阳能强度占据当天时间的百分比%

(从赤道到北极,太阳能的单位:kJ/min·m2

 


纬度(北纬/°)

太阳能%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

50.00

52.43

55.07

58.13

61.88

67.29

77.01

100.00

100.00

100.00

5

2.01

2.08

2.08

2.36

2.78

3.75

6.94

0.00

0.00

0.00

10

1.94

1.94

2.22

2.36

3.06

4.17

16.04

0.00

0.00

0.00

15

2.08

2.08

2.22

2.64

3.06

4.72

0.00

0.00

0.00

0.00

20

1.94

2.08

2.36

2.64

3.47

5.97

0.00

0.00

0.00

0.00

25

2.08

2.22

2.36

2.78

3.75

14.10

0.00

0.00

0.00

0.00

30

2.08

2.22

2.36

2.92

4.44

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

35

2.22

2.22

2.64

3.33

5.83

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

40

2.22

2.50

2.78

3.75

11.74

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

45

2.36

2.50

3.06

4.58

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

50

2.36

2.78

3.47

6.53

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

55

2.64

2.92

4.03

7.99

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

60

2.92

3.47

5.42

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

65

3.06

4.03

9.93

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

70

3.75

5.56

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

75

4.58

8.96

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

80

8.61

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

85

3.13

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

 

注意表中给出的百分比都是5个千焦耳/分钟平方米间隔所占有的全天的相对时间%

 

在一年中我们仅取了4天(春秋分夏至,冬至)的情况分析其太阳能的占有时间,这大致可以看出不同季节的不同情况。确实,实际上这种分布每天都不尽相同。其全年平均情况如何?---于此有关的问题我们在另外出讨论。这里就不讨论了。

显然根据以上表中数据,我们可以绘出40条对应的分布曲线来(体现不同太阳能占有的相对时间百分比曲线)。这里也从略了。

另外,在去年我写的气象表格系列中也有这些内容。如http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1203121.html 等,欢迎参考。




https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1248222.html

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3 檀成龙 杨正瓴 周少祥

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