太阳辐射与露点温度的计算

地基微波辐射计露点温度廓线估算方案及初步应用刘俊;周红根;安克武;吴泓;丁仁惠【期刊名称】《气象与环境科学》【年(卷),期】2024(47)2【摘要】面向业务和台站实际,针对露点温度直接和间接计算经验公式的不确定性,结合地基微波辐射计LV2级数据特征,开展了露点温度估算方案适用性及应用讨论,旨在为预报员提供高时空分辨率的基础物理量露点温度来判识大气饱和程度,服务于强对流天气预报预警分析。

研究表明:(1)相对湿度是主导露点温度直接和间接计算公式计算结果差异的敏感因子。

地基微波辐射计露点温度估算方案可为相对湿度小于50%时,采用直接计算公式;相对湿度为50%~99%时,采用间接计算公式;相对湿度为100%(饱和)时,温度大于-48.75℃,采用间接计算公式,温度小于-48.75℃,采用直接计算公式。

(2)地基微波辐射计估算的露点温度产品精度保持了温度产品的高相关性,较大程度上改善了系统偏差,但离散程度略有扩大。

其中,相关系数由0.99变成0.98,降低了0.01;系统性偏差由-3.18℃变成-0.98℃,缩小了2.2℃;均方差由4.92℃变成5.26℃,扩大了0.34℃。

(3)相较相对湿度,估算的露点差对高湿区(相对湿度大于70%以上)较为“敏感”,能很好地“勾勒”出云等水凝物内部水汽饱和状态及其特征结构,便于用户判断出饱和区、非饱和区及两者过渡区;与地基微波辐射计直接测量产品联合,可监测强对流天气发生前、中、后水凝物垂直结构特征及其演变,便于天气预报预警,其中预警提前量可达0.5~1.0 h,降水结束预报提前量接近10 min。

【总页数】9页(P103-111)【作者】刘俊;周红根;安克武;吴泓;丁仁惠【作者单位】泰州市气象局;中国气象局交通气象重点开放实验室;江苏省气象探测中心;新疆气象技术装备保障中心;南京气象科技创新研究院【正文语种】中文【中图分类】P412.25【相关文献】1.三年地基微波辐射计观测温度廓线的精度分析2.地基微波辐射计温湿廓线对比试验初步分析研究3.探析风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用4.风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

热环境例题讲解【例1】：求室内温度℃、相对湿度70％时的空气露点温度。

【解】：查附录2（刘加平主编）得℃时的饱和水蒸气的分压力为，相对湿度φ（％）=70％由公式φ（％）=p/ ps可得：P=φ（％）×ps= ×=再查附录2得出成为饱和水蒸气份压力时所对应的温度为℃.即该环境下的空气露点温度为℃。

【例2】：试检验图1所示的外墙结构是否会产生内部冷凝。

已知ti=16℃，φi ＝60％，采暖期室外平均气温te＝－℃，平均相对湿度φe＝50％。

【解】：（1）计算各分层的热阻和水蒸汽渗透阻序号材料层dλμ1石灰砂浆2泡沫混凝土3振动砖板∑R＝∑H＝由此得RO＝＋＋＝﹒K/WH O＝m2﹒h﹒Pa/g（2）计算室内外空气的水蒸汽分压力ti=16℃时，P s＝∴Pi＝×＝Pate=－4℃时，P s＝∴Pe＝×＝Pa（3）计算围护结构内部各层的温度和水蒸汽分压力θi＝16－（16＋4）＝℃P s,i＝θ2＝16－（16＋4）＝℃P s,2＝θ3＝16－（16＋4）＝3℃P s,3＝θe＝16－（16＋4）＝－℃P s,e＝P i＝P2＝－＝P3＝－＝P e＝作出P s和P分布线（图2），两线相交，说明有内部冷凝。

（4）计算冷凝强度在本例中，冷凝界面位于第2和第3层交界处，故P s，C＝P s，3＝757. 3Pa，Ho，i＝＋＝m2﹒h﹒Pa/g，Ho，e＝m2﹒h﹒Pa/g，按式：得【例3】：求北纬35°地区在立夏午后3时的太阳高度角和方位角。

【解】：已知φ＝＋35°，δ＝＋15°，t＝15×3＝45°有公式：sin h＝sinφ·sinδ＋cosφ·cosδ·costcos A＝（sin h·sinφ－sinδ）/（cos h·cosφ）得sinh＝sin35°×sin15°＋cos35°×cos15°×cos45°＝＋＝h＝45°06′A＝75°15′【例4】：求广州地区（φ＝23°8′）和北京地区（φ＝40°），夏至日正午的太阳高度角。

室外空气综合温度名词解释
室外空气综合温度是指在室外环境中的各种温度参数的综合值。

它包括以下几个概念：
1. 大气温度：指的是指定地点的空气温度，通常使用摄氏度或华氏度表示。

2. 露点温度：是指在一定的气压下，空气中的水蒸气达到饱和时所需要降低的温度，通常用摄氏度表示。

露点温度一般用来衡量空气中的湿度。

3. 太阳辐射温度：太阳辐射温度是指由太阳辐射产生的能量引起的温度，它受到太阳辐射的强度和角度的影响。

太阳辐射温度通常用摄氏度表示。

4. 风寒温度：风寒温度也称作寒风指数，是指在风速一定的情况下，人体感受到的体感温度。

它是将大气温度和风速综合考虑在内，通常用摄氏度表示。

室外空气综合温度的测量对于气象预报、城市规划、建筑设计以及户外活动等方面具有重要意义。

了解室外空气综合温度可以帮助人们做出相应的行动调整，从而避免过热、过冷、过湿等不适应的环境。

太阳的辐射出射度
太阳的辐射出射度又称辐射通量密度，是指面辐射源在单位时间内从单位面积上辐射出辐射能量，且为1.98卡/厘米²·分。

太阳常数×4πr^2（r取值日地距离）得出太阳总辐射通量，太阳总辐射通量/4πr^2（r取值太阳线半径）得出太阳辐射出射度，其中4πr^2是球的表面积公式。

在单位时间内，太阳以辐射形式发射的能量称为太阳辐射功率或辐射通量，单位为瓦（W）；太阳投射到单位面积上的辐射功率（辐射通量）称为辐射度或辐照度，单位为瓦/平方米（W/m²）；该物理量通常表征的是太阳辐射的瞬时强度；而在一段时间内，太阳投射到单位面积上的辐射能量称为辐射量或辐照量，单位为千瓦时/（平方米·年（或月、日）），该物理量表征的是辐射总量，通常测量累积值。

任何太阳直接辐射公式在任何斜坡上到达地球表面，是太阳能和环境科学领域的重要计算。

这种公式有助于确定在不同角度到达地球表面的太阳辐射量，并可用于优化太阳能板和太阳能系统的位置。

太阳直射辐射是指在从太阳到地球表面的直线上行驶，而不会被大气分散或吸收的太阳能量。

这种辐射对了解可以捕获和用于各种应用的太阳能数量很重要。

计算斜面太阳直接辐射的公式考虑到太阳高程角、坡度角和方位角。

太阳仰角是水平平面与视线对太阳的仰角。

斜角为表面倾角角角，方位角为向北方向与水平平面上太阳射线投射之间的角。

计算斜面上的太阳直线辐射，可以使用以下公式： 1。

I=Io ×（cos（θ）×cos（β）×罪（φ） +罪（θ）×罪（β））
在下列地点：
I=斜面上的太阳直接辐射（W、m…2）
Io = 地球外太阳辐射（W、m…2）
θ=太阳高角（度）
β = 坡角（度）
φ=方位角（度）
在这个公式中，外星太阳辐射木卫一是一个恒定值，代表大气顶部的太阳辐射。

太阳仰角θ可以根据日时和观察者的位置计算。

坡角β和方位角++由表面方向决定。

通过使用这一公式，可以计算在任何斜坡，任何时间，任何地点到达地球表面的太阳直射量。

这些信息可用于设计和优化太阳能系统，以及研究太阳辐射对环境的影响。

计算斜面上的太阳直接辐射的公式是了解可以捕获和用于各种应用的太阳能数量的重要工具。

通过考虑太阳高程角，坡度角，方位角，可以准确计算地球表面任何坡度上的太阳直接辐射。

这些信息对于太阳能系统的设计和优化以及环境研究和研究都十分宝贵。

民用建筑热工设计规范(GB50176—93）第1章总则第1.0.1条条为使民用建筑热工设计与地区气候相适应，保证室内基本的热环境要求，符合国家节约能源的方针，提高投资效益，制订本规范。

第1.0。

2条本规范适用于新建、扩速和改建的民用建筑热工设计.本规范不适用于地下建筑、室内温湿度有特殊要求和特殊用途的建筑，以及简易的临时性建筑。

第1.0。

3条建筑热工设计,除应符合本规范要求外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的要求。

第2章室外计算参数第2.0。

1条条围护结构根据其热惰性指标D值分成四种类型，其冬季室外计算温度t e应按表2。

0.1的规定取值。

围护结构冬季室外计算温度t e（℃）表2。

0。

1注：①热惰性指标D值应按本规范附录二中（二)的规定计算.②t w和t e。

min分别为采暖室外计算温度和累年最低一个日平均温度。

③冬季室外计算温度t e应取整数值。

④全国主要城市四种类型围护结构冬季室外计算温度t e值，可按本规范附录三附表3.1采用.第2.0。

2条围护结构夏季室外计算温度平均值t e，应按历年最热一天的日平均温度的平均值确定。

围护结构夏季室外计算温度最高值t e。

max，应按历年最热一天的最高温度的平均值确定。

围护结构夏季室外计算温度波幅值A te,应按室外计算温度最高值t e.max与室外计算温度平均值t e的差值确定。

全国主要城市的t e、t e.max、和A te值，可按本规范附录三附表3.2采用。

第2。

0。

3条夏季太阳辐射照度应取各地历年七月份最大直射辐射日总量和相应日期总辐射日总量的累年平均值，通过计算分别确定东、南、西、北垂直面和水平面上逐时的太阳辐射照度及昼夜平均值。

全国主要城市夏季太阳辐射照度可按本规范附录三附表3.3采用。

第3章民用建筑热工设计规范3。

1建筑热工设计分区及设计要求第3。

1.1条建筑热工设计应与地区气候相适应。

建筑热工设计分区及设计要求应符合表3。

1.1的规定.全国建筑热工设计分区应按本规范附图8。

民用建筑热工设计规范Code for thermal design of civil building自2017年4月1日起实施GB 50176-2016规范的主要技术内容是：1．总则；2．术语和符号；3．热工计算基本参数和方法；4．建筑热工设计原则；5．围护结构保温设计；6．围护结构隔热设计；7．围护结构防潮设计；8．自然通风设计；9．建筑遮阳设计。

规范修订的主要技术内容是：1．细化了热工设计分区；2．细分了保温、隔热设计要求；3．修改了热桥、隔热计算方法；4．增加了透光围护结构、自然通风、遮阳设计的内容；5．补充了热工设计计算参数。

1 总则1．0．1 为使民用建筑热工设计与地区气候相适应，保证室内基本的热环境要求，符合国家节能减排的方针，制定本规范。

1．0．2 本规范适用于新建、扩建和改建民用建筑的热工设计。

本规范不适用于室内温湿度有特殊要求和特殊用途的建筑，以及简易的临时性建筑。

1．0．3 民用建筑的热工设计，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号2．1 术语2．1．1 建筑热工 building thermal engineering研究建筑室外气候通过建筑围护结构对室内热环境的影响、室内外热湿作用对围护结构的影响，通过建筑设计改善室内热环境方法的学科。

2．1．2 围护结构 building envelope分隔建筑室内与室外，以及建筑内部使用空间的建筑部件。

2．1．3 热桥 thermal bridge围护结构中热流强度显著增大的部位。

2．1．4 围护结构单元 building envelope unit围护结构的典型组成部分，由围护结构平壁及其周边梁、柱等节点共同组成。

2．1．5 导热系数 thermal conductivity，heat conduction coeffi-cient 在稳态条件和单位温差作用下，通过单位厚度、单位面积匀质材料的热流量。

建筑环境学课后习题答案第二章1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区)住宅并不严格遵守此原则？答:我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求,部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷,减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则,而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则.2。

是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。

3.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？答：晴朗天空的凌晨,温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大,太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。

5。

采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响.如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装,虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收,另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的升高,从而不利于住区微气候的改善。

6。

水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？答：①由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且室内各区的温度分布也不一样。

如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似,人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象".而水体和植被具有调节城市局部气候的作用，如净化空气、减少噪声，对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。