（广西北海市气象局 广西北海 536000）
摘要：本文是利用成都市2004年—2012年逐时太阳辐射资料，对太阳辐射进行时间变化特征分析（包括年变化特征、季节变化特征），总结归纳成都市太阳辐射的时空变化特点。主要得出以下几点结论：1成都市2004年—2012年太阳辐射逐时年平均值为60.58W/m2，且整体呈现明显的下降趋势，其中15时和16时的下降幅度是最大。2成都市地面接收的太阳辐射值在春季、夏季和秋季均呈下降的趋势，但在冬季却呈缓慢增长的趋势，其中春季下降的幅度是最大的，斜率为-1.39，秋季下降的幅度最小，斜率为-0.22，而冬季增长幅度的斜率为0.03。3成都市太阳辐射日变化表现为单峰形势，春夏季的最大值出现13点，而秋冬季的最大值出现12点。
关键词：太阳辐射；成都市；特征分析
1向下短波辐射的总体分布特征
2004年到2012年成都市从凌晨5点到晚间20点的太阳辐射主要集中在10～70W/m2之间，其中10～20W/m2范围内最多，占总体统计数据的11.77%左右。通过计算得出，成都市太阳辐射总体平均值为60.58W/m2,标准差为40.84。收集的数据中太阳辐射逐时平均的最大值出现在2007年5月7日为177.75W/m2,最小值出现在2004年11月9日为2.25W/m2。
2向下短波辐射的年际变化特征
成都市2004年到2012年的变化过程中出现两个极大值，分别为2006年的66.32W/m2和2011年的61.54W/m2，在2010年出现最小值为55.50W/m2。2004年到2006年先减后增，2006年到2010年逐年减小，2010年到2012年先增后减。由一元线性回归方程可知，方程斜率为-0.64，所以成都市太阳辐射年际逐时平均变化总体呈现减小的趋势，但辐射减少的趋势没达到90%的显著性水平。
春季太阳辐射在2004年到2006年增加，而2006年到2010年减少，2010年到2012年有增加，但从总体来说，因为斜率为-1.39，所以春季太阳辐射是逐年减少的，但辐射减少的趋势没达到90%的显著性水平；夏季太阳辐射呈现上下波动的形势，且幅度较大，再由线性回归分析知，其斜率为-0.98，所以夏季太阳辐射逐年减少，但辐射减少的趋势没有达到90%的显著性水平；秋季太阳辐射也呈现上下波动的形势，但其波动范围更小，其斜率为-0.22，所以秋季太阳辐射还是逐年减少，且辐射减少的趋势也没有达到90%的显著性水平；冬季太阳辐射的变化呈现上下波动的形势，且其波动的范围在夏秋冬三季中是最小，其斜率为0.03，所以冬季太阳辐射是增加的，但辐射增加的趋势没有达到90%的显著性水平。
总的来说，由于地面接收的太阳辐射在春季、夏季和秋季线性回归方程的斜率都为负值，且斜率的绝对值春季大于夏季，夏季大于秋季，所以这三个季节地面接收太阳辐射的衰减程度为春季最大，夏季次之，秋季最小，而在冬季线性回归方程的斜率为正值，所以这个季节地面接收太阳辐射有所增强。
夏季的方差是最大的，为62.13，说明太阳辐射在夏季的离散程度是最大的，春季次之，冬季介于春、秋季之间，而秋季的方差最小，为4.04，说明太阳辐射在秋季的离散程度最小。
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成都市太阳辐射每小时的年际变化规律各有不相同，例如在05h为直线，因为06h、07h、19h和20h的变化曲线几乎为直线,原因在于日出和日落的太阳高度角非常小，所以观测值太小，而08h～18h的变化曲线越靠近中午，其变化波动就越大，且太阳辐射也越强，而且该时段辐射的变化规律与太阳辐射年际逐时平均变化规律大致相同，15h太阳辐射减少的幅度是最大的。
3向下短波辐射的年变化特征
成都市太阳辐射多年逐月逐时平均变化呈现单峰变化趋势，其中峰值出现在8月份为86.37W/m2，即8月份地面接收到的太阳辐射最多，最小值出现在12月份为30.38W/m2，即12月份地面接收到的太阳辐射最少，主要原因是由太阳高度角的变化造成的。北半球3月份，太阳高度角开始逐渐增大，地面获得的太阳辐射增加；而4月份到8月份太阳辐射变化较为平缓，主要原因是由于受西南季风和地形的影响，且随着雨季的到来，季风从印度洋带来的水汽也越来越多，使得盆地上空有着充沛的水汽，在大气中形成大量的云层，阻挡太阳辐射到达地面，但由于该时段北半球的太阳辐射是最强烈，所以太阳辐射变化较小而值较大；而9月份以来，即进入秋冬季后大气层结较为稳定，受到北方冷空气的影响，大气中容易形成深厚的云层，且太阳高度角逐渐减小，所以地面接收到的太阳辐射逐渐减少。
太阳辐射随季节的变化，夏季（6月~8月）地面接收的太阳辐射最多，值为85.49W/m2，春季次之，秋季介于春、冬季之间，冬季（12月~2月）地面接收的太阳辐射最少，值为34.54W/m2。
4向下短波辐射的日变化特征
成都市太阳辐射的多年日平均变化呈现“单峰”型，近乎于正态分布。其中最大值出现在下午13点为146.64W/m2，按照自然规律来说，最大值应该出现在正午12点，但是由于成都与北京大约相差一个时差，所以其最大值出现在下午13点。由于只有白天才有太阳辐射，因而主要选取凌晨5点至晚间20点。在一天之中，太阳辐射的强弱与太阳高度角等有关，日出、日落是太阳高度角最小，辐射最弱；中午时分太阳高度角最大，辐射最强。总体日变化特征有着显著的变化规律，这是因为从凌晨5点开始至下午13点太阳高度角逐渐增大，太阳辐射也逐渐增大；而从下午13点到晚上20点则是因为太阳高度角逐渐减小，从而使太阳辐射减少，而晚上则没有太阳辐射。
春、夏季节日变化的最大值出现在13点，分别为180.07W/m2和189.94W/m2；秋、冬季节日变化的最大值出现在12点，分别为120.81W/m2和95.90W/m2。各季节日平均地面接收太阳辐射的比较，夏季大于春季，春季大于秋季，秋季大于冬季。主要原因在于春季太阳直射逐渐从赤道到北回归线，而夏季太阳直射则从北回归线回到赤道，所以春夏季的日变化曲线几乎一致，但夏季的平均值大于春季的平均值；而秋冬季太阳直射是从赤道到南回归线再回到赤道，两者的日变化曲线也几乎一致，但秋季的平均值大于冬季的平均值。
春季和夏季的标准差分别为68.79和69.81，两者的值都非常大，说明太阳辐射日变化在春季和夏季的离散程度比较大，而且均值也很大，表明春季和夏季地面接收到的日平均太阳辐射较多。秋季次之，冬季的标准差最小为36.69，说明太阳辐射日变化在冬季的离散程度最小，且均值也最小，表明冬季地面接收到的的日平均太阳辐射最少。
5结论
本文利用成都市2004年1月1日到2012年12月31日九年逐时太阳辐射资料，通过FORTRAN程序和统计方法对成都市太阳辐射的变化特征进行分析研究，主要得出以下几点结论：
1成都市2004年—2012年太阳辐射逐时年平均值为60.58W/m2，且整体呈现明显的下降趋势，其中15时和16时的下降幅度最大。
2成都市地面接收的太阳辐射值在春季、夏季和秋季均呈下降的趋势，但在冬季却呈缓慢增长的趋势，其中春季下降的幅度是最大的，斜率为-1.39，秋季下降的幅度最小，斜率为-0.22，而冬季增长幅度的斜率为0.03。
3成都市太阳辐射日变化表现为单峰形势，春夏季的最大值出现13点，而秋冬季的最大值出现12点。
参考文献：
[1]王延慧,史玉光,何清,等. 短波辐射研究概述[J]. 沙漠与绿洲气象,2013,02:68-73.
[2]徐华. 中国太阳辐射区域影响因子研究[D].中国海洋大学,2013.
作者简介：陈昌宏（1991-）男，汉族，广西博白人，本科学历，助理工程师，从事短期天气预报及办公文秘工作。
论文作者:陈昌宏
论文发表刊物:《科技研究》2019年3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：太阳论文; 成都市论文; 斜率论文; 秋季论文; 夏季论文; 春季论文; 冬季论文; 《科技研究》2019年3期论文;