自然蒸发的主要能源——太阳辐射

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第249页（2078字）

太阳的表面温度约6000K，辐射波长0．4～4μm，属短波辐射，进入大气前各光区的能量分布为：

紫外线(波长λ＜0．4μm)7%

可见光(波长λ=0．4～0．74μm)47%

红外线(波长λ＞0．76μm)46%

当日地处于平均距离时，大气顶部受到的垂直辐射热能为每平方厘米8．04J(1．92cal)，称为太阳常数。地球公转轨道呈椭圆形，太阳常数在近日点和远日点约相差7%。

太阳给予地球的辐射热，约有42%被地球大气圈及地面反射回宇宙，58%被大气和地面吸收，其中大气吸收14%，地面吸收44%。

不同纬度地区一年内的不同季节、一日内的不同时间和在不同的气候条件下，接收的太阳辐射差别很大；但不同纬度地区一年中的平均情况仍有一定规律。在北半球地区，按不同纬度的日照时间、云量、海陆分布等因素求得平均数如表2－4－12。

表2－4－12 北半球不同纬度接收的平均太阳辐射

我国学者根据国内26个日射站1957～1960年的日测资料，求得我国平原地区晴天条件下不同月份总辐射平均值如表2－4－13。

表2－4－13 我国平原地区的月总辐射平均值(J／cm²)

翁笃鸣在《试论总辐射的气候学计算方法》一文中，提出根据日照率计算不同地区日总辐射量(Q)的计算式如下：

华北：Q=S₀(0．708S₁+0．105) (2－4－3a)

华中：Q=S₀(0．625S₁+0．130) (2－4－3b)

西北：Q=S₀(0．390S₁+0．344) (2－4－3c)

式中 S₀——天文日辐射量

S₁——日照百分率

水体吸收的太阳辐射，除直接照射外，还包括天空散射。水面对辐射能的反射率，其大小决定于太阳光的入射角、水质、水深、水及水底垫层的色泽、水面是否平静等因素；对直接辐射的反射率，可从垂直照射时的百分之几至太阳位于地平线附近的100%；对散射辐射的反射率很小，平均值为0．08～0．1。

前苏联学者根据直接辐射与太阳高度角的关系，以散射反射率的平均值为0．1，得出不同纬度地区、不同月别的水面总辐射反射率如表2－4－14。

表2－4－14 水面总辐射反射率

不同波长的辐射进入水体后，不同深度处的吸收与反射情况也不同。测定结果表明，卤水对较长波的辐射吸收能力，大于对较短波的辐射吸收能力；卤水越深，吸收的辐射能越多；如以水体表面的辐射能为100，在太阳垂直照射时，不同深度处对不同波长辐射的吸收值如表2－4－15。

表2－4－15 卤水不同深度处对不同波长辐射的吸收情况

透过卤水的太阳辐射到达池底，池底的物料也存在反射和吸收。不同物料的反射率如表2－4－16。

表2－4－16 不同物料表面的反射率

水体对太阳辐射能的吸收，一日之内情况不同：由日出至14时左右为储热阶段，吸收的热能大于蒸发所需的汽化热，多余部分作为潜热储存于水体中，使水温增高；自14时左右至日没，为吸热、耗热并存阶段，吸收的热量小于蒸发所需的汽化热，须使用上午的储热，水温逐渐下降；由日没至次日日出前，为纯耗热阶段，除继续蒸发耗热外，并有部分热能辐射于空气中，水温降至一日最低点。

在一年或一日内，水温与气温的变化曲线起伏基本相同；但在水体的储热阶段，水温曲线的最高峰一般均高于气温，其余阶段则低于气温；水体愈浅，愈为明显。水温与气温的一日观测曲线如图2－4－3。

图2－4－3 水温与气温日变化曲线图

卤水的水温在相同条件下一般高于淡水，卤水浓度愈高，升温阶段的曲线高峰愈为提前和突出，降温阶段则下降较快，但在大多数情况下仍高于气温及淡水。