日照時數

日照時數

日照時數是指太陽每天在垂直于其光線的平面上的輻射強度超過或等于120W/m2的時間長度。

The solar duration is the length of time in which the solar radiation falling on a plane perpendicular to the direction of the sun is greater or equal to 120W/m2.

再給出一個世界氣象組織(World Meteorological Organization)的標準定義:According to WMO (2003), sunshine duration during a given period is defined as the sum of that sub-period for which the direct solar irradiance exceeds 120 W m–2.

  • 中文名稱
    日照時數
  • 外文名稱
    sunshineduration
  • 其他名稱
    日照(sunshine)
  • 所屬學科
    大氣科學 大氣

基本解釋

日照時數日照時數

太陽在一地實際照射地面的時數。用日照計來測定。與白晝長度、雲量和地形等條件有關。

日照時數是指太陽每天在垂直于其光線的平面上的輻射強度超過或等于120W/m2的時間長度。

基本信息

中文名稱:日照時數

英文名稱:sunshineduration

其他名稱:日照(sunshine)

定義1:一天內太陽直射光線照射地面的時間。以小時為單位。

所屬學科:大氣科學(一級學科);大氣(二級學科)

定義2:日出與日落之間的時間間隔。某地的日照時數和該地的地理位置與季節有關。

所屬學科:

電力(一級學科);可再生能源(二級學科)

定義3:一天內太陽直射光線照射地面的時間,以小時為單位。

所屬學科:資源科技(一級學科);氣候資源學(二級學科)

時數比較

夏季我國北方的日照時數多于南方。

緯度越高,晝夜長短變化幅度越大,夏季越向北晝長越長。

日照和熱量不完全是一回事,這是常犯的錯誤,不要想當然。

青藏高原是因為海拔高,空氣稀薄,晴朗天氣多,故日照時數多。

與它相反的是四川盆地,緯度差不多,但水汽多,受地形限製,所以多雲,日照就少。

中國年平均日照時數的分布

中國年平均日照時數的分布情勢是東南少而西北多,從東南向西北增加。

①秦嶺淮河以北和青藏、雲南高原東坡以西的高原地區年平均日照時數都在2200 小時以上。

②青島、蘭州一線,即北緯 36°以北地區,除了東北的北部和東部以外,日照時數都在 2 600 小時以上。

③錫林浩特、呼和浩特、 銀川、西寧、拉薩一線以西北的內陸地區,年平均日照時數普遍在3 000小時以上,是中國日照最多的地區,其中局部地區甚至可以達到3 300~3 500 小時以上。例如,中國日照最多的台站青海冷湖年日照為3 550.5小時,即平均每天日照近10小時之久,其次是內蒙古額濟納旗為3 452.2 小時,內蒙古海力素為3 401.8 小時,甘肅呼魯赤古特為3 392.3小時,哈密為3 360.3 小時等。

④淮河、秦嶺以南,青藏和雲南高原東坡以東的地區,年平均日照時數多在 2000 小時以下,是我國少日照地區。其中四川盆地、貴州大部分地區是少 日照的中心地區,年平均日照時數不到1400 小時。該中心地區中四川盆地西坡、川東南、黔西北、鄂西南交界地區年平均日照時數更在1200 小時以下,有些地方甚至不足1000 小時。中國日照最少的台站就出現在四川盆地西部和滇東北地區。例如,雲南鹽津為952.1小時,四川滎經為950.9 小時,蘆山為949.0 小時等。而四川寶興為791.3 小時,即平均每天僅有2小時10分鍾的日照時間。

各地情況

氣象台站怎樣觀測陽光照射的時數(日照時數)呢?目前中國普遍使用的是喬唐式日照計。它的主要部件是一個圓筒,圓筒的兩側各有一個小孔,使陽光通過小孔射進來。筒內放有塗有感光液的感光紙,感光液是用檸檬酸鐵銨和赤血鹽按一定比例配製成的。凡受到陽光照射過的地方會留下感光痕跡,跡線的長度(格數)就表示這天的日照時數。不過,實際日照時數要比感光跡線稍長些。因為根據實驗,陽光留下感光痕跡需要陽光有一定的強度,大約是每平方釐米每分鍾受到太陽熱量0.32卡,即相應于太陽高度角5°時的輻射強度。這樣,每天實際日照時間就要比感光跡線長約40分鍾。另外,高天有薄雲時也會發生有陽光而無感光痕跡的情況。但為了統一起見,以便相互比較,中國的日照時數還是按實際感光跡線長度來計算的。

例如,廣州年平均日照1906.0小時,即每天平均日照約5小時20分鍾;上海年平均日照時數2014.0小時,即每天平均日照約5小時40分鍾;北京年平均日照2780.2小時,平均每天約7小時40分鍾;哈爾濱年平均日照26410小時,平均每天日照約7小時20分鍾。

中國年平均日照時數的分布情勢是東南少而西北多,從東南向西北增加。大致秦嶺淮河以北和青藏、雲南高原東坡以西的高原地區年平均日照時數都在2200小時以上;青島、蘭州一線,即北緯36°以北地區,除了東北的北部和東部以外,日照時數都在2600小時以上;錫林浩特、呼和浩特、銀川、西寧、拉薩一線以西北的內陸地區,年平均日照時數普遍在3000小時以上,是中國日照最多的地區,其中局部地區甚至可以達到3300~3500小時以上。例如中國日照最多的台站青海冷湖年日照3550.5小時,即平均每天日照近10小時之久,其次是內蒙古額濟納旗3452.2小時,內蒙古海力素3401.8小時,甘肅呼魯赤古特3392.3小時,哈密3360.3小時等。

淮河、秦嶺以南,青藏和雲南高原東坡以東的地區,年平均日照時數多在2000小時以下,是我國少日照地區。其中四川盆地、貴州大部分地區是少日照的中心地區,年平均日照時數不到1400小時。該中心地區中四川盆地西坡、川東南、黔西北、鄂西南交界地區年平均日照時數更在1200小時以下,有些地方甚至不足1000小時。中國日照最少的台站就出現在四川盆地西部和滇東北地區。例如雲南鹽津952.1小時,四川滎經95O.9小時,蘆山949.0小時等。而四川寶興為791.3小時,即平均每天僅有2小時10分鍾的日照時間。

中國屬于中緯度和中低緯度地區,夏季的白天顯著比冬季長,因此日照時數也是夏季比冬季多,但究竟哪個月日照最多,還要決定于雨季的情況。例如廣州6月(日照最多的月份)雨季正濃,全年遂以7月份日照時數最多,平均日照231.0小時,即平均每天日照7小時27分鍾;上海因梅雨季節跨6、7兩個月,5月雨水也多,因此日照時數以8月最多,為252.1小時,每天平均日照8小時08分鍾;北京6月雲量已經開始增多,所以日照以5月的290.6小時為最多,平均每天9小時42分鍾;哈爾濱情況和北京相似,以5月的264.7小時為最多,每天日照8小時32分鍾。

中國月日照時數最多的地方也出現在青藏高原和西北幹旱沙漠地區。新疆哈巴河7月居全國第一,平均日照350.6小時,即每天平均日照11小時18分鍾;以下是噶爾348.9小時,額濟納旗348.1小時,海力素346.0小時等,都出現在日照全年最長的6月或5月和7月。新疆若幹台站有的年份6月日照時數甚至可高達400小時左右,即每天日照超過13小時。

中國日照最少的月份,廣州在3月,平均78.9小時,即每天僅2小時33分鍾;上海是2月,平均121.2小時,每天4小時19分鍾;北京為11月份,平均193.0小時,每天6小時20分鍾;哈爾濱最少在12月,平均157.4小時,每天5小時02分鍾。可見,除了哈爾濱日照最少月符合天文上日長最短的12月份以外,其餘都因雲雨的影響而提前或者延後了。不過都還在11月至3月的冬半年範圍內。

中國月日照時數最少的地方也發生在川黔地區,時間正好是12月和1月,因為12月和1月恰是當地全年最多雲雨的季節。例如重慶12月平均日照26.9小時,即每天見太陽還不到0.8個小時;以下依次是四川巴縣27.4小時(12月),筠連27.9小時(1月),長壽28.4小時(12月)等。其中有些台站個別年份的12月和1月份日照都不足10小時,例如湄潭1964年1月份全月總共隻有36分鍾見了太陽。

基本觀測

正確塗刷日照紙

1.日照紙的塗葯質量,直接關系到日照記錄的準確性。因此對葯品貯藏及配製,日照紙的塗刷都應特別註意。

目前台站使用的葯品為赤血鹽和檸檬酸鐵銨。前者是有毒的葯品,但品質穩定,隻要小心存放就行了。而後者是感光吸水性較強的葯品,應在暗處收藏,妥善保管,以免變質影響日照時數。在配製葯品時,一定要用蒸餾水。由于各地水質不一,井水和有些自來水一般都含有鈉、鈣鹽、鎂鹽等,它們也能與赤血鹽、檸檬酸鐵銨發生復分解反應,使葯品變性。由此塗刷的日照紙第二天變色,沖洗後仍呈藍色,日照跡線很難辨認,影響日照時數的準確性。而利用無雜質的蒸餾水配製的葯液塗刷的日照紙感光能力強,且儲存時間長、沖洗後紙面變白、感光跡線藍色鮮明。

現在我們使用的是塑膠小包裝的2克赤血鹽和6克檸檬酸鐵銨。在配製葯液時如果嚴格按照<地面觀測規範>中所規定1:10和3:10的配方進行配製,這樣配製的混合葯液為深藍色,塗在用脫脂棉擦過的日照紙上時顏色發暗,在早晨或傍晚太陽光稍弱、垂直能見度較差、天空有高雲的情況下,不能正常感光或感光度較差,觀測員的肉眼很難分辨感光跡線,使得日照時數偏少,而用清水浸泡後(約5分鍾)的日照紙也為淡藍色,無法準確分辨感光跡線,儲存資料的效果也較差。筆者經過試驗,將赤血鹽與蒸餾水和檸檬酸鐵銨與蒸餾水按照1:10和1:10的比例進行配製葯液,將兩種葯液完全混合後得出的混合葯液為黃綠色,塗在用脫脂棉擦過的日照紙上時顏色也為黃綠色,感光跡線清晰,用清水浸泡後(約5分鍾)感光跡線也沒有消失,而且實照時數也和實際照射時間基本相符(主要指在早晨或傍晚太陽光稍弱、能見度較差、天空有高雲的情況下,也有跡線),浸泡過的日照紙也很清晰,有利于進一步提高日照觀測的內在質量。

塗葯的光線一定要在暗處或夜間弱燈光下進行,切忌不可在白天正常光線和明亮的燈光下進行。因為這樣會使日照紙提前感光,因而就會出現有日照而無跡線的現象。塗葯前先用脫脂棉將日照紙表面擦幹凈(去除表面的油脂、灰塵,使紙吸葯均勻);塗葯時,應先橫著塗一遍,再豎著塗一遍,用力要適中,應薄而均勻,一定要塗到邊。要保證整張紙有效時段上都有葯劑,否則會出現部分時段裏的缺測,造成不可挽回的損失。

每次塗日照紙不可以為了圖省事而一次塗得太多,因為時間一長感光劑可能會失效,從而影響感光跡線的辨認,造成記錄失真,所以一般夏季可塗10張左右,冬季可以稍塗多些。塗好葯的日照紙應在暗處陰幹後,暗藏備用,嚴防感光。

正確整理記錄

每天在日落後換下日照紙要及時計算日照時數。有時日照跡線的開始端和終止端常常難以辨認,這是因為日出或日落前後的太陽光線微弱,反映在日照紙上,使跡線顯得模糊不清,如不仔細就可能會漏掉。這時你可以把日照紙拿在手上,在燈光下從不同角度順著跡線的趨勢去觀察開始和終止時間,這種方法要比平放在桌子上看得準確,從而避免了漏統計。計算後的日照紙應放在幹凈的清水中浸漂3?/FONT>5分鍾拿出陰幹。由第二天值班員進行復核,以彌補夜間對跡線辨認不清的缺陷。

在遇到連陰雨或強降水時,雨水時常濺入日照計的進光孔,

沖掉紙面上的葯物致使日照記錄失真。遇到此情況,應在換紙時用毛巾將筒內的雨水擦幹凈,整理記錄時要根據實際情況加以辨認,以免造成記錄失真。有時在月底進行資料審核過程中電腦會顯示“全天無雲且能見度>15km,全天日照偏少”這類疑誤信息的提示。出現這種情況時,應查看該日氣薄上是否記錄著有影響日照時數的這一類天氣現象,如高空浮塵、揚沙、霧等。如沒有記錄則應該詢問該日值班員當時的天氣情況,以確保日照觀測的真實性和準確性。

正確安裝和維護日照計

日照計一般安置在觀測場內偏南部,深層地溫場和淺層地溫場之間,也有不少單位安裝在樓頂平台上,但一定要在開闊的從日出到日沒終年都能受到陽光照射的地方安裝。

應按規定每天日出前檢查日照計的小孔,有無小蟲、塵沙等堵塞或被露、霜等遮住的情況:每天日落後換日照紙時套用手電筒對準小孔向裏照,應能夠清楚看到光束照到紙上。

每月檢查一次日照計的水準、方位、緯度的安置情況,發現問題及時糾正。

日積月累、經過數年的風吹日曬,會使得日照計的小孔慢慢變小,有的日照計會出現從面板看還有小孔,而實際上小孔幾乎被封塞(隻能透過微弱的手電筒的光),這種情況不易被發現,因此要提醒值班員註意常用針頭通一通日照計的小孔,這樣就會出現較清晰的日照跡線。

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