什么是太陽輻射，輻射都包含什么？

什么是總輻射？

太陽發(fā)出波長范圍在0.15到4.0μm的光線，稱為太陽光譜。太陽輻射到達地球大氣層的部分被稱為總輻射，也叫短波輻射。總輻射包括太陽的直接輻射和太陽散射輻射，用水平安裝的總輻射表測量。

萬物生長靠太陽,一般來說太陽輻射會影響地球上絕大多數(shù)事物的發(fā)展變化,所以在很多領域都需要對太陽輻射進行測量。

為什么要測量總輻射？有什么作用？

太陽總輻射測量的幾個應用：

1.太陽能決定了太陽能電池板如何更有效地將太陽的能量轉(zhuǎn)化為電力。

2.在公共事業(yè)上能夠預測天然氣和電力等能源使用情況。

3.可以研究、預測植物的生長或產(chǎn)量。

4.在農(nóng)業(yè)里作為計劃灌溉的一個參數(shù)，或者用來預測工廠的用水量。

5.用于天氣預報。

什么是總輻射表，有什么作用

總輻射表是一種傳感器，可以測量太陽光譜的一部分，并將接收到的太陽輻射轉(zhuǎn)換為可測量的電信號。比如CMP21型總輻射表（Kipp & Zonen）測量波長從0.285到2.8μm的太陽輻射。總輻射表不能測量長波輻射，取而代之的是長波輻射表（測量波長范圍：4100μm）。

總輻射表還必須考慮太陽輻射的角度，也就是入射角。比如垂直于傳感器接收到1000 w / ㎡（即天頂角0°），測量結(jié)果為1000 w/ ㎡；然而，當從天頂角60°接收到1000 w / ㎡的輻射時候，測量結(jié)果為500 w / ㎡。沒有配備玻璃罩的總輻射表需要的散光器來提供正確的余弦響應。

總輻射表、凈輻射表、直接輻射表的區(qū)別

1.凈輻射表

使用兩個總輻射表來測量進出的短波輻射，并使用兩個長波輻射表測量進出的長波輻射。這四個測量是能量平衡的一部分，能源預算評估有助于我們了解太陽能是儲存在地下還是從地下流失，是反射回空氣還是用于水的蒸發(fā)。

2.直接輻射表

直接輻射表由一個封裝在外殼（準直管）中的輻射傳感元件組成，該外殼具有一個小孔徑，只有直射的太陽光線才能進入。如果要進行全天觀測，就需要使用太陽跟蹤器帶著直接輻射表時刻對準太陽。

總輻射表是如何測量太陽輻射的？

總輻射表*常見的傳感器類型是熱電堆型和光電型，下面討論這兩種總輻射表以及它們的優(yōu)點和缺點。

1.熱電堆型總輻射表

熱電堆型總輻射表使用一系列熱電偶，能提供黑色吸收表面和參考之間的溫差信號（μv/ w / ㎡），參考可以是白色反射面板或傳感器內(nèi)部基座。

太陽光譜是太陽發(fā)出的光的波長范圍。藍光、白光、黃光和紅光各自具有不同的色溫，因此具有不同的太陽光譜。

太陽輸出波長為0.15到4.0μm。熱電堆型總輻射表能地吸收太陽輻射，因為其特殊的黑色吸收表面對大部分太陽光譜能夠均勻響應。傳感元件通常封閉在一層或兩層的特殊玻璃圓頂內(nèi)，這些玻璃圓頂能均勻地將輻射投射到傳感器，同時起到隔熱作用。

熱電堆型總輻射表測量應用廣泛且準確性高，其黑色表面能均勻地吸收0.285至2.800μm（例如CMP6總輻射表）的太陽輻射。均勻的光譜響應允許熱電堆型總輻射表能測量地面反射的短波、植被冠層或室內(nèi)輻射以及同時測量上行或下行的短波輻射。

熱電堆型總輻射表是*準確測量太陽能短波輻射的傳感器，但通常比光電型總輻射表貴很多。

2.光電型總輻射表

光電型總輻射表*常用的是硅光電二極管傳感器。硅光電型總輻射表產(chǎn)生電流的過程類似于太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。當電流通過采樣電阻（例如100Ω）時，它會轉(zhuǎn)換成電壓信號（μv/ w/ ㎡）。塑料擴散器能在不斷變化太陽角度下提供均勻的余弦響應。

硅光電型總輻射表的光譜響應只有0.4到1.1μm，盡管只采樣短波輻射的一部分，但硅光電型總輻射表在晴朗的天空下測得的結(jié)果和熱電堆型總輻射表相差不多，但是當多云時，測量誤差會增大。在大多數(shù)情況下，白天光譜的均勻性限制誤差小于±3％，*大誤差為±10％。在陰天條件下，誤差一般是正的。

硅光電型總輻射表比熱電堆型總輻射表便宜很多。對于環(huán)境研究人員來說，硅光電型總輻射表的準確度就能夠滿足他們的一般要求，性價比高。

硅光電型總輻射表的缺點是光譜響應范圍小，*好不要用它來測量植被冠層、室內(nèi)輻射和地面的短波反射。

總輻射表的級別？

WMO（世界氣象組織）已經(jīng)和WRR（世界輻射測量基準）建立“聯(lián)合標準"。WRR被認為代表國際單位制體系中總輻照度的測量基準，其誤差小于±0.3%，所有總輻射表校的信息都可以準追溯到WRR。

WMO（世界氣象組織）和ISO（國際標準化組織）為不同的應用建立了三個總輻射表級別。下表顯示了WMO總輻射表級別。ISO級別中的“上等"、“二級"和“副基準級"與WMO級別中的“中等品質(zhì)"、“"和“高品質(zhì)"相類似。

WMO和ISO規(guī)范有一些差異。例如太陽能ISO標準（ISO 9060）規(guī)定了0.35至1.5μm的光譜范圍，而WMO標準的光譜范圍為0.30至3.0μm。此外，ISO二級標準規(guī)定了3％的光譜靈敏度，而WMO規(guī)定了2％的光譜靈敏度。在上面的表格中，ISO標準沒有提到WMO選定的“Resolution"和“Achievable uncertainty"。