日光章5 太阳能公式对气候公式的启示-气候公式私探（15）

张学文，2023 08 12

我们已经就太阳能公式问题写了4个博客，而第4个博客本身又引了20个博客。这初步说明太阳能不仅是气候学应当关注的论题，而它也是气候问题中理论体系已经比较完整、公式化特点清楚的一个领域。

这提示我们：

1. 应当承认地球大气上界太阳能的理论本身就是公式化了的确定性规律（其背景是太阳稳定的辐射能、地球的自转与公转是高度精确的周期运动，以及地球本身球形特征）。根据这种公式我们可以求得任何经度、纬度、任何日期（通过赤纬变量）、任何小时（通过时角变量）的太阳能数据。或者说气候学中的太阳能（大气顶处）公式是天文学地理学送给气候学的理论性公式。是直接给出全球各地任何时刻太阳能变量答案公式。注意，而我们过去根据气候资料获得的公式都仅仅具有局部的“经验公式”的身份！

2. 气候学理论不应当把太阳能公式排挤到自己的论域之外。而应当一方面承认它是气候理论的一部分，还应当尝试把这个理论模型也套用到其他的气候变量上去。即，我们可以问一下：关于全球各个经纬度地点，各个月份、各个小时的例如气温、气压、湿度等等各种气候变量（以致气象变量）是否也可以有类似形式（格式）的理论公式存在？

3. 在太阳能公式中，表面是没有月份这个自变量的，但是公式中的慢变化的赤纬值变量，难道不能改为对应的月份数值吗？---如果如此，则月份的值就进入了气候公式。再者，在太阳能公式中表面上看没有各个小时的自变量地位，但是我们很容易把天文学的时角变成格林威治时间与当地的经度变量。这不仅引入了地方时，也引入了经度变量。

4. 太阳能公式的另外一个特征也是值得借鉴的：公式里的自变量（纬度、赤纬、时角）都不是直接与太阳能建立关系，而它们都是通过三角函数的变换以后再去计算，最后获得太阳能的值的。这提示我们在表达全球各地、各个日期、小时的气温等气候变量时，不妨也以经度、纬度、日期。时间的三角函数值的形式进入公式。

5.  在引论章我们推荐了相对量概念 https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1382209.html   现在看来在气候公式中对自变量（经纬度、日期。小时）都在取了三角函数（sin cos）就具有对应的时间空间的相对化的意义。其实太阳能公式就是把恒定的太阳能（上午太阳常数）在旋转的球形的地球上的分布相对化的结果。

好了，我们单独把太阳能公式列为1章的目的不仅是说明它本身就是理论气候公式，也是把它看作是其他的气象变量的气候公式理论化的重要参考模型。---这样，例如我们在讨论气温等等变量的气候理论公式时，引入类似太阳能公式的公式，就不再是孤苦伶仃的经验方程了。