青岛地区太阳紫外线辐射研究

672中国海洋大学学报2006年

地表反照率在<10%的情况下,相应紫外辐射的增强<4%,对于高地表反照率(如冰、雪)的情况,地面紫外辐射增强十分可观,可达40%。在野外,大部分地表的地表反照率不高,因此对地面紫外辐射影响不大[4]。天气状况也是影响到达地表紫外线的辐射强度的1个重要因素,在有云的情况下,云层的光学厚度确定了云对到达地面的紫外辐射的减弱,而与太阳天顶角、紫外辐射的波长、云所在的高度关系不大。光学厚度为5的云(薄云)减弱地面紫外辐射约35%,光学厚度为10的云(较薄云)减弱地面紫外辐射约50%,光学厚度为80的云(厚云)减弱地面紫外辐射约90%。云层光学厚度与高地表反照率共同对到达地面的紫外辐射的影响是很大的,因为高反照率的地表和高反射率的云层的来回内反射可使地面紫外辐射增加许多倍[4]。在地域一定条件下,其他因素不变或变化很小,太阳紫外线的辐射照射强度就主要由同季节时间相关的太阳天顶角及气象条件所决定。本文就这两方面来分析所测得的数据的变化规律。

月份,其中6月份的瞬时辐射强度峰值达到全年的最高点为40.167W#m,是在6月4日中午12:13,当天日累计辐射量达到最大是0.907MJ#m-2#d-1,10:00~15:00的最大时累值为0.586MJ#m-2,占全天辐射量的65%,月辐射总量也高于其它月份达到14.229MJ#m-2,占比全年17.74%。而冬季1,2月的瞬时辐射强度峰值只达到7.204W#m-2,时间是在1月31日的10:19,只有夏季最高点的1/6,全天累计辐射量为0.062MJ#m#d,10:00~15:00的时累值

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为0.032MJ#m#d,占比全天52%。冬季1,2月份和12月份的月辐射总量分别是1.328MJ#m-2,1.705MJ#m-2,1.326MJ#m-2,大约只有6月份的1/10。这是同太阳天顶角随季节的变化相适应的,在夏季,太阳距离地球较近,太阳总辐射到达地表所要经历的光程较短,被吸收而散失的量也就较冬季少的多,而冬季太阳距离地球较远,太阳紫外辐射到达地面所要经历的光程就比较长,会有较多的吸收,因此强度和辐射量变小。

图4是按农历节气平均累计辐射量的变化曲线,起始日期从2004年2月4日的立春开始统计,截止到2004年的12月21日的冬至,可较全面地得出符合该地域季节变化特征的紫外辐射状况。从图中可观察到

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2 青岛地区紫外辐射观测及数据分析

2.1观测概述

2.1.1观测仪器 SUR-1型太阳紫外线辐射监测仪,波长测定范围:280~400nm,响应速度:0.5s。QXY)5A型紫外线数据采集变送器自动进行数据采集,并送入计算机,使用软件进行处理和储存。2.1.2仪器安装选择四周空旷的观测台顶,将紫外辐射仪器置于特制支架上,台架离地面高度为1.5m,仪器的感应面上终年没有任何障碍物影响,再将辐射表的输出端用导线与室内记录仪联接。然后对紫外辐射进行全天候观测。

2.1.3测量原理太阳光线通过测量仪器的石英玻璃保护窗口以后,到达扩散板、紫外线滤光片,其中只有280~400nm波段的紫外光线可以穿透滤光片,其它波段的光线(包括:可见光、红外光和远红外光线)都被有效地阻截。利用半导体紫外光电探测器对透过滤光片的紫外光线进行测量,将光信号转变成电信号后输出。仪器经计量标定后,电压值就可以换算成相应的紫外线辐射强度值。

2.2到达地表太阳紫外辐射强度随太阳天顶角的变化

决定太阳天顶角的3个量分别是:纬度、日期及当地的日照时间,在地域一定时,纬度是一定的。因此太阳天顶角变化在对紫外辐射强度的影响中表现为2个方面,一是由地球公转引起的季节日期变化;二是由地球自转引起的一日内早晚时间变化。

2.2.1紫外辐射随季节的变化从图1,2,3中所示的全年的辐射情况来看,全年总累计辐射量达到

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