太阳能公式的通俗说明--相对气象学第2章第3节

张学文，2023 09 17

上一节我们基本用天文学的语言介绍了地球各地各时刻接受到的太阳的能量在不同地球的不同纬度，不同的天文学时间下的折算系数。即把此系数与太阳能常数相乘就是当地当时在大气层顶处获得的太阳能。

但是这个太阳能的折算系数公式却是用天文学名词给出的。这对非天文学工作者就理解不深。现在我们把该公式的含义尽量用地球人熟悉的名称、语言做一些说明。而这样做也是突出这个折算系数本身相对量的地理含义。

太阳能公式的折算系数公式是

Sinh=(sinɸsinδ+cosɸcosδcosω)----（1）

在上面的公式中我们比较熟悉的变量是当地的所在纬度，即ɸ的数值。确实大家都知道在地球赤道上它等于0，而到了北极，它等于90度。

为了进一步说明这些变量的含义，下面我们用一个表分别对变量做说明，我估量这比用文字说明更简单清楚。

这里请特别注意赤纬的值（太阳在不同日子直射的纬度的值）是个慢变量。它在一年当中仅变化在正负22.5度之间。而时角是个快变量，它每天变化于0-360度之间（0-24小时）。

这里我们看到太阳能在当地，当时的取值（没有进入大气层之前的地平面上）是与一年中的日期（联系着赤纬值，也对应着一年中的24个节气）值，当时的地方时的小时值，以及当地所在纬度值都有关系。

另外，我们注意到：纬度的值、经度的值、赤纬的值、地方时的值都具有我们前面介绍的所谓“环变量”的特征。于是

于是我们可以说：气象学中的太阳能（没有收大气影响的原始太阳能值）具有环变量的特色的量。是的，老百姓早就知道太阳的日复一日的变化，年复一年的变化特征。而这里则是从太阳能的天文学公式的地理学解释来说明太阳能的具体的年变化特征、日变化特征。

显然这些分析也是对影响大气的太阳能的多少的一种相对量分析。而太阳能的相对变化显然应当是导致气象变量（如气温等等）的相对变化的主导因素。

好了，本博客就太阳能的相对性变化就分析到此。有关不同太阳能占有的时间、面积等等问题的分析我们在第3章中另外再讨论。

本博客的分析如有错误，欢迎大家指正！

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