太阳能公式中的概念突破--相对气象学第2章第4节

张学文，2026 09 20

我们已经用了两节的篇幅讨论地球大气顶层收到的太阳能的数量的公式了。在讨论中我们引入从天文学得出的大气最高层处的太阳能的数量的天文学公式。并且进而说明此太阳能的值需要用它所在纬度、所在经度，所在日期，所在小时去表达、计算它。

简单地说（也是反过来说）地球上各地各时获得的太阳能的数量多少是地球经纬度以及日期、小时的函数。而日期与小时、经纬度则都是我们在第1章提及的相对量。

所以：各地各时刻获得的太阳能是四个相对量（经纬度。日期小时）的函数。这说明，我们的这一番分析不仅把天文学语言中的太阳能公式用我们熟悉的变量表达清楚了，也说明这些变量都是我们突出的所谓“相对量”。

这个太阳能公式中特别值得注意的特点是它在一个公式中居然含有两个时间变量：日期与小时。

而我们的物理学历来把时间看作是有来无回的，没有尽头的线性变量。可这里的时间却用两个周期变量（日期、小时）去表达。这突破了物理学的规定，也让日期与小时同时进入一个公式。

想一想在理科教科书中的涉及时间的公式很多，但是那里的时间都是一维的线性的变量。我们这里却用两个大家十分熟悉的概念（日期、小时），让它以两个独立变量出现在公式中，这确实很特除！

应当承认这是一种概念的突破！

是的我们不能否认公式（1）的天文学公式，而我们在把它通俗化、地理化的过程中不得不认可该公式中的两项包括着含义不同的时间，一个对应着太阳直射的纬度，一个对应太阳所在的经度。

太阳能公式帮助我们不得不认可一个公式中可以包括两个含义的“时间”：日期，小时！而它们都是独立的相对变量（也是环变量）！

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