如何计算太阳辐射量并分析太阳辐射？

首先紫外线辐射幅度受季节的影响，大家都知道夏季紫外线比价厉害，因为夏季距离太阳比较近，当然紫外线的强速也会增加很多，但是冬天紫外线强度就没有那么厉害。

另外大家都知道越靠近赤道紫外线辐射强度越大，这也维度有直接关系，距离赤道越近，距离太阳越近。

大家都有这样的常识，一般夏季温度最高的时候出现在中午时间，约为上午10:00至下午2:00，紫外线最强，所以中午时间避免外出。

另外一个地区的紫外线辐射幅度和当地的海拔也是有密切关系的，海拔高度每增加1000英尺,紫外线强度会增加5%。

大家都知道，空气中的臭氧层对于抵挡太阳辐射也是有很大作用的，由于大气层上层的臭氧层逐渐枯竭,到达地球的紫外线辐射越来越多。臭氧层枯竭每增加1%,UVB射线辐射就增加2%。

最后，我们身边的物体也是可以反射阳光的，许多表面物体反射阳光,也增加了紫外线总体暴露水平:例如,草、土壤和水反射不到10%的紫外线辐射,新鲜的雪反射多达80%,干沙滩反射15%,海水泡沫反射25%。

太阳辐射分析工具根据Rich等人（Rich1990，Rich等人1994）创立并进一步由Fu和Rich（2000，2002）发展的半球视域算法中的方法，计算某研究区域范围内或特定位置的日照。为特定位置或面积计算的辐射总量将以总辐射量形式给出。对每个要素位置或每个地形面中的位置重复计算直射日照量、散射日照量、总日照量，以便生成整个地理区域的日照地图。

太阳辐射公式总辐射量的计算总辐射量(Globaltot)的计算方法是，直接分别将所有太阳图和星空图扇区的直接辐射量(Dirtot)和散射辐射量(Diftot)相加。Globaltot=Dirtot+Diftot

直接太阳辐射量给定位置的总直接日照量(Dirtot)是所有太阳图扇区中直接日照量(Dirθ,α)的总和：Dirtot=ΣDirθ,α(1)太阳图扇区(Dirθ,α)（其质心位于天顶角(θ)和方位角(α)处）中的直接日照量将使用下列公式计算：Dirθ,α=SConst*βm(θ)*SunDurθ,α*SunGapθ,α*cos(AngInθ,α)(2)

其中：SConst-地球与太阳平均距离处大气层外的太阳通量，称为太阳常数。分析中使用的太阳常数是1367W/m2。这与世界辐射中心(WRC)太阳常数保持一致。β-最短路径（朝向天顶的方向）的大气层透射率（所有波长的平均值）。m(θ)-相对的光路径长度，以相对于天顶路径长度的比例形式测量（请参见下列公式3）。SunDurθ,α-以天空扇区表示的持续时间。对于大多数扇区，它等于日间隔（例如一个月）乘以小时间隔（例如半小时）。对于部分扇区（接近地平线），将使用球面几何计算持续时间。SunGapθ,α-太阳图扇区的孔隙度。AngInθ,α-天空扇区的质心与表面的法线轴之间的入射角（请参见下列公式4）。相对光学长度m(θ)由太阳天顶角和海拔高程决定。对于小于80°的天顶角，可以使用下列公式进行计算：m(θ)=EXP(-0.000118*Elev-1.638*10-9*Elev2)/cos(θ)(3)

其中：θ-表示太阳天顶角。Elev-表示海拔高程，以米为单位。通过乘以入射角的余弦，可以将表面方向的影响考虑在内。截留表面与给定天空扇区（其质心位于天顶角θ和方位角α）之间的入射角(AngInSkyθ,α)将使用下列公式进行计算：AngInθ,α=acos(Cos(θ)*Cos(Gz)+Sin(θ)*Sin(Gz)*Cos(α-Ga))(4)其中：Gz-表示表面天顶角。请注意，对于大于80°的天顶角，需要重点考虑折射。Ga-表示表面方位角。

入射太阳辐射（日照）是地球的物理和生物系统的源动力。了解特定地理位置的日照量对各种领域中的应用（如农业、资源管理、气象，土木工程和生态研究）都很有帮助。例如，了解某一区域在某一时间段内接受的日照量有助于新滑雪场选址，还有助于为需要特殊小气候条件以达到最佳生长状态的特种作物选择最佳种植位置。此外，经证实，日照地图对于预测森林火灾的动向并确定最佳灭火方法具有非常重要的作用。而对于土木工程和城市规划而言，日照可作为用于选址的适宜性模型的重要输入。在下图中，共沿山坡选择了四个位置（带编号的红色点），以表示可设立葡萄园的地点。要使产量最大化，必须确定哪个位置可在作物生长期（四月-十月）内接受最大量的日照。

执行区域太阳辐射分析计算了整个研究区域的总日照（直射+散射，WH/m2），并显示了能够在夏季的几个月中接受最高日照量的位置（红色表示高日照；蓝色表示低日照）。

属性表中显示了针对各个位置计算的总日照量。图示表明，位置3（高亮显示为蓝色）的日照量最高，就这一点而言，可将该位置视为最适宜种植葡萄的位置。还可针对最佳日照范围或最佳日照状态执行更精确的分析，以确定一天中接受日照的时间段以及可在直接太阳辐射和散射辐射之间取得平衡的位置点。由此生成的结果可直接概化为更为复杂的模型的一部分，从而确定在某一地理区域内种植葡萄的最佳位置。