《太阳辐射能的测量与标准》

第一章　绪论1

1-1　关于太阳的一些情况1

1.1.1．太阳的结构1

1.1.2．太阳的电磁波谱3

1-2　太阳辐射测量的特点5

1-3　太附辐射测量发展沿革6

参考文献12

第二章　基本概念和基础理论13

2-1　术语与单位13

2.1.1．辐射度量13

2.1.2．光度量16

2.1.3．物质的辐射度和光度性质19

2.1.4．气象辐射量22

2.1.5．气象辐射量测量仪器23

2-2　与辐射测量有关的一些基本定律25

2.2.1．基尔霍夫定律25

2.2.2．普朗克定律25

2.2.3．维恩位移定律26

2.2.4．斯忒藩-玻耳兹曼定律26

2.2.5．平方反比定律27

2.2.6．余弦定律28

2-3　太阳辐射在大气中的衰减29

2.3.1．Bouguer-Lambert定律29

2.3.2．均质大气30

2.3.3．大气光学质量31

2-4　与日射测量有关的一些天文知识34

2.4.1．天球与天球坐标系34

2.4.2．时和真太阳时35

2.4.3．太阳与地球之间相对运动的关系36

2.4.4．太阳高度角的计算37

参考文献39

第三章　辐射探测器40

3-1　辐射探测器的基本特性40

3.1.1．灵敏度40

3.1.2．分辨率与通量阈41

3.1.3．时间常数42

3.1.4．线性度42

3.1.5．温度特性42

3.1.6．有效系数η43

3.1.7．量子效率ζ43

3.1.8．稳定度43

3-2　热探测器43

3.2.1．热电偶、热电堆43

3.2.2．变阻测辐射热器48

3.2.3．热电探测器49

3.2.4．量热器50

3-3　光电探测器50

3.3.1．光伏型探测器51

3.3.2．光电导型探测器51

3.3.3．光电子发射型探测器54

参考文献58

第四章　标准辐射源59

4-1　全辐射体辐射测量的基本原则59

4-2　全辐射体辐射器的误差源60

4.2.1．有关温标和表面温度测定的问题60

4.2.2．斯忒藩-玻耳兹曼常数的取值61

4.2.3．全辐射体内部温度的均匀性63

4.2.4．全辐射体式腔体发射率的确定63

4.2.5．杂散辐射66

4.2.6．几何因子67

4.2.7．大气中吸收的影响68

4-3　现代的全辐射体辐射器68

4.3.1．高温全辐射体68

4.3.2．低温全辐射体70

4-4　标准灯74

4.4.1．全辐照度标准74

4.4.2．光谱辐亮度标准76

4.4.3．光谱辐照度标准77

参考文献78

第五章　标准辐射表80

5-1　标准辐射表的物理基础80

5.1.1．绝对日射测定原理80

5.1.2．绝对直接日射表的结构84

5.1.3．绝对直接日射表的灵敏度87

5.1.4．孔径和环日辐射对直接日射测量的影响89

5-2　绝对直接日射表的测量误差93

5.2.1．静态误差95

5.2.2．动态误差100

5-3　现代的绝对直接日射表102

5.3.1．Angstr？m补偿式绝对直接日射表102

5.3.2．PACRAD绝对直接日射表105

5.3.3．ACR绝对直接日射表108

5.3.4．PMO绝对直接日射表112

5.3.5．CROM绝对直接日射表114

5.3.6．H-F型自校准腔体式辐射表114

5.3.7．带冷却器的绝对直接日射表116

5.3.8．其他绝对辐射表117

参考文献118

第六章　全辐射量的测量120

6-1　直接日射的测量120

6.1.1．几种常用的直接日射表121

6.1.2．自动追踪太阳装置127

6.1.3．观测时间128

6.1.4．仪器的安装与维护128

6-2　总日射的测量129

6.2.1．早期总日射测量仪器129

6.2.2．现代总日射表131

6.2.3．特殊用途的总日射表135

6.2.4．总日射表的一些新进展138

6.2.5．总日射表的安装与维护142

6-3　散射日射的测量143

6.3.1．散射日射测量装置143

6.3.2．测量散射日射装置的安装146

6.3.3．记录的修正148

6-4　反射日射和地表反射系数的测定150

6.4.1．测量仪器150

6.4.2．仪器的安装151

6-5　全辐射和长波辐射的测量152

6.5.1．早期的全辐射和长波辐射测量仪器153

6.5.2．现代全辐射和长波辐射测量仪器154

6.5.3．全辐射表的安装与维护164

6.5.4．记录与数据的处理164

6-6　自由大气辐射的测量165

6-7　日照的测量169

6.7.1．1981年以前的主要日照仪器169

6.7.2．暂时标准日照计与日照新定义170

6.7.3．符合新定义的日照计171

参考文献175

第七章　辐射测量仪器的检定178

7-1　辐射仪器的分类178

7.1.1．一些基本定义178

7.1.2．辐射仪器的精密度179

7.1.3．各类辐射仪器的技术特性指标179

7-2　各项技术性能的测定和调整179

7.2.1．温度响应特性的测定及调整180

7.2.2．余弦响应特性的测定及调整185

7.2.3．响应时间的测定与调整185

7.2.4．非线性度的测定186

7.2.5．倾斜效应的测定188

7-3　辐射仪器的定度189

7.3.1．直接日射表189

7.3.2．总日射表189

7.3.3．反射系数表195

7.3.4．金辐射表和净全辐射表195

7-4　日射测量标准及其传递系统203

7.4.1．历史沿革203

7.4.2．世界辐射测量基准（WRR）206

参考文献209

第八章　太阳常数的测量211

8-1　引言211

8.1.1．定义与意义211

8.1.2．简短的历史回顾211

8-2　地面测量214

8.2.1．Smithson研究所的工作214

8.2.2．Nicolet的工作216

8.2.3．NRL-Johnson的工作217

8-3　从大气中进行的测量218

8.3.1．气球测量218

8.3.2．飞机测量223

8-4　从大气外进行的测量227

8.4.1．宇航器测量228

8.4.2．火箭测量236

8.4.3．一些最新结果238

参考文献239

第九章　太阳辐射的分光测量242

9-1　分光手段242

9.1.1．滤光器242

9.1.2．光谱仪器249

9-2　太阳辐射分光测量的应用256

9.2.1．大气混浊度的测量256

9.2.2．紫外辐射测量261

9.2.3．大气含水量（沉降水）的测量266

9.2.4．光合有效辐射的测量269

9-3　地外太阳光谱辐照度的测量279

9.3.1．地面测量278

9.3.2．空中测量280

9.3.3．地外太阳光谱辐照度的最新资料283

参考文献283

第十章　日射测量的辅助仪表286

10-1　瞬间量测量仪表286

10.1.1．模拟指示仪表286

10.1.2．比较式仪表294

10.1.3．数字式仪表295

10.1.4．模拟图示仪表296

10-2　累积量测量仪器仪表300

10.2.1．模拟图示仪表300

10.2.2．电量计300

10.2.3．电子积算器303

10-3　综合测量仪器仪表306

10.3.1．晶体管、中小规模集成电路仪表306

10.3.2．智能型仪表312

10-4　专用测量仪器仪表317

10.4.1．Angstr？m直接日射表控制单元317

10.4.2．绝对直接日射表控制单元318

参考文献319

附录320

1．太阳高度与大气光学质量对照表320

2．日地平均距离的修正值（×10-4）323

3．1981年格林尼治经度的太阳赤纬δ（度）324

4．真太阳时与时角对照表325

5．时差Δτ（min）（真太阳时减平太阳时）326

6．太阳辐照度在大气界外的光谱分布327