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太阳辐射数值以及对天文观测的影响

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冷看星空2 发表于 2006-1-4 20:04 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–甘肃–兰州–安宁区 电信/益孚网吧

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太阳辐射的数值在许多气象资料书籍上都可以找到,它和观测有什么关系呢?
太阳辐射强烈的地方,说明该地晴天多,日照充足,可进行天文观测的日子也多。中国太阳辐射数值最大的地方是西藏西部,数值最小的地方是四川和贵州一带。

除了太阳总辐射外,直接辐射和间接辐射的比值这个量也很重要。比如北京1978年1月的太阳总辐射Q、散射辐射D和直接辐射S如下:(单位 卡/cm^2)
                 Q          D        S
上旬           21150       8372    12778
中旬           21912       9824    12088
下旬           27240       12807   14433

可见1978年1月北京的太阳直接辐射S略大于散射辐射D,
是天空晴朗通透程度的重要指标
通常用D/S表示,散射光不会对天文观测有任何的帮助,反而会削弱星光,并降低天体照片的对比度,对彗星、星云等面天体影响尤其大,而散射光也会严重影响分辨双星。对于受城市灯光影响的观测者来说,散射小,说明天气好,尘埃少,这种天气容易观测到暗天体,因此要选择D/S数值小的日子观测
晴天大多D/S<1,甚至小于1/2,但是污染严重的城市,如兰州,D/S也可能大于1,D/S数值大说明天空透明度差,对观测不利。全国年平均D/S数值最大的城市是成都,年平均D/S=2.1,因为云雾最多,直射阳光最少的缘故,最不利天文观测
 楼主| 冷看星空2 发表于 2006-1-4 20:05 | 显示全部楼层 来自: 中国–甘肃–兰州–安宁区 电信/益孚网吧
因为散射光对观测有害无益,因此观测者希望散射光D越少越好,直射光S越多越好,因此就是希望D/S的数值越小越好,天空中完全没有散射的太阳光,天空是纯黑色的,散射光能量D=0,比如在月球上,D/S的数值=0,因此是最利于观测的地方。在阴天,散射辐射大于0(阴天天上也有散射光),直接辐射S=0,因此D/S=无穷,也证明了D/S数字越大,对观测越不利这一点,天气越干燥,海拔越高,散射光D就越少,中国晴天最多的西藏,大部分地区D/S的数值小于1,甚至小于0.6。说明白天的天空非常暗,甚至白天也可能看到星星!
 
比如上表中,北京1978年1月上旬的D/S=0.655,应该还算是对观测比较有利,下旬的D/S数值为0.887,就不如上旬有利了。中国大部分地区D/S值在0.8-2之间,南方和潮湿的地方(尤其四川、贵州)最大,海拔高的地方D/S较小,可小于0.4,北京有的天气特别晴朗的日子D/S可小于0.3,如1978年9月19日散射辐射D=975卡/平方厘米,直接辐射S=4020卡/平方厘米,D/S的数值为0.242 ;9月22日D/S甚至小到901/4119=0.219
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 楼主| 冷看星空2 发表于 2006-1-4 20:19 | 显示全部楼层 来自: 中国–甘肃–兰州–安宁区 电信/益孚网吧
北京最晴朗的日子,D/S值可小于0.3,上海最晴朗的日子,D/S也可小于0.4,比如1978年10月29日上海的直接辐射S=3049卡/cm^2,散射辐射D=912卡/cm^2,D/S=0.299,1978年上海的D/S=779/2424=0.321,此比值对于低海拔而且气候潮湿的上海来说,也算是相当小了。但是西藏地区因为空气稀薄,散射特小而直射特大,因此D/S数值可特别小,某些日子里D/S可小于0.15,西藏阿里可小于0.1。
如西藏拉萨1978年1月11日D/S=384/3758 已经很接近0.1了,1月15日D/S仅367/3806=0.096,拉萨在1978年的12月3日和9日还有306/3498和300/3476的低值记录,后者D/S仅0.086,这样的低值在平原地区是绝对不会出现的。
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 楼主| 冷看星空2 发表于 2006-1-4 20:32 | 显示全部楼层 来自: 中国–甘肃–兰州–安宁区 电信/益孚网吧
可是拉萨还不是中国海拔最高而且最晴朗的地方,比如西藏阿里的狮泉河镇,晴天更多,海拔达4200多米(比拉萨还高600m)。1978年1月3日D/S=263/3585=0.073,1月5日为281/3645=0.077,都要比拉萨更小,1月10日D/S=261/3758=0.069,散射可以几乎忽略不计了。西藏那曲虽然晴天不如狮泉河多,但是海拔4500米,高于狮泉河,因此个别日子D/S也有可能相当地小,如1978年10月8日D/S=411/5055=0.081,9月9日D/S=434/6138=0.071等等,都是远比拉萨要小得多
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