全球地面平均气温也有类似太阳能的方程？--相对气象学第2章第6节

张学文，2026 10 03（5日对公式略有补充修正，但是依然待进一步修订）

5日下午的补充说明：

本博客的基本思路：从太阳能公式推测气温公式的大方向是对的，但是这里的具体考虑依然有不到之处--如对日变化项没有做类似处理。这些环节我暂时不做处理。各位可以不看此待修订的博客，也欢迎各位提出进一步的修订方程。

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我们用了4个博客去分析地球的任何经度，纬度，季节，时角情况下的大气层顶处的太阳能的相对量（Sinh）的公式。

Sinh=(sinɸsinδ+cosɸcosδcosω)----（1）

注：以上公式显然在Sinh的值大于，=0的情况下适用，如果Sinh小于0，Sinh的值显然只能取0，即太阳在地平线以下其太阳能的值应当等于零（而不是负值）。

我们利用这个公式，通过当地纬度ɸ，该季节太阳直射的地球纬度δ。以及当时的所谓时角ω的余弦就可以计算出Sinh的值，把这个值再去乘以太阳能常数。就获得单位时间地球单位水平面积上获得的太阳能的能量数值（没有考虑大气对它的消弱因素）。这样我们就已经使得一个天文学公式的气象学含义清晰了一层。现在我们试图进一步分析这个天文学公式的气象学的提示意义。

由于小学生也知道太阳出来，气温也随之上升以及夏季比冬季热。于是我们不妨认为气温（如百叶箱温度），也有类似的分布公式。如此分析下来，我们假设T₀是全球全年的气温平均值。T₁是全球各地气温的年变化幅度的平均值，那么参照上面的公式，我们推测全球各地在任何时节，小时的气温值T应当有类似的公式，即我们有

T=T₀+T₁(sinɸsinδ+cosɸcosδcosω)---（2）

即知道了全球全年的平均气温（如百叶箱气温，或者其他的对应等压面的平均温度）T₀，以及T₁这两个值，我们用公式（2）我们就可以根据这个公式去计算各个季节，各个小时，各个纬度，各个经度的平均气温了。

这样我们在可以计算（承认，认识到）太阳能在各地各时的分布的的同时，也为气温预先推测了一个类似的全球分布公式。但是以上公式中的赤纬与时角的含义，需要进一步作一些补充说明与修订。

我们说赤纬，就是当时太阳直射了地球的那个纬度。在天文学中我们知道在一年中太阳直射地球的南北玮22.5°之间，并且两次经过赤道。所以赤纬的值介于正负22.5度之间。即它是个一年一个循环的慢变量。----原来它是个以年为周期的慢变量！

另外我们说是所谓时角。它24小时变化1周。是个快变量。当其=0时，其cos的值=1.这对应它的最大值。而此时是地方时的中午12时。

这样公式（2）中的赤纬与时角两个变量再进一步有了更明确的地理与气象含义以后，就从天文学的太阳能公式变成气象学公式了。为此我们在下个博客中再进一步说明它们与日期，经度，标准时间（如北京时间）的关系。

至此，我们初步把太阳能的天文学公式向气温的全球，各季，各个小时的分布公式迈出了一步。

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