在给定纬度的太阳辐射方程?

Question

我试图找到方程，可以帮助我确定在给定以下输入的情况下，在某个星球上击中某个纬度的太阳辐射量:

• 有关地点的纬度
• 本半球当前的季节(冬季或夏季)
• 行星的大小
• 行星轨道上恒星的光度

没有考虑到风、气压或任何大气效应。

理想情况下，我想确定一个给定地点在冬季和夏季的平均太阳辐射。

我的最终目标是利用基本太阳辐射和风、气压和表面洋流的影响，确定一个星球上给定纬度的平均表面温度。

Answer 1

忽略气象因素和任何尘埃或卫星，这仍然是一个不完整的问题。你还需要知道旋转轴。例如，天王星完全在它的一侧旋转(即它的旋转角度为97.77度，而地球的旋转角度为23度26分21.4119秒)。这些因素对北极圈等因素变得很重要。你也忽略了行星和恒星之间的距离。当你考虑到冥王星比水星更冷时，这就变得很重要了。这是sterdian公式所需要的。

在你的问题中，你说要忽略大气的影响。然而，大气也是一个次要的辐射源(臭名昭著的温室效应)。即使你忽略了涡流、平流等，你也需要考虑到大气可以吸收辐射并将其发射回地表，否则你会发现地表的平均温度与地球的平均温度相同。

编辑:我找到了一个不错的近似(近似是关键词)。

设$Q_S$为入射太阳辐射通量$$ Q_S = S(1-\alpha)(\frac{\bar{d}}{d})^2cos(\zeta)\tau_s $$其中$S$为太阳常数，$\alpha$为反照率，$d$为地球到太阳的距离，$\bar{d}$为地球到太阳的平均距离，$\tau_s$为大气(包括上面任何云)的透过率。

最后一个因子$cos(\zeta)$可以通过$$cos(\zeta)=sin(\psi)sin(\delta)+cos(\psi)cos(\delta)cos(\psi)cos(\delta)cos(\psi)cos(\ psi)cos(\delta)cos(\frac{\pi}{180}cos(\frac{2\pi\times(d-d_{solst})}{d_{year}})$$其中$d$是儒略日，$d_{solst}$是儒略至日(173)，$d_{year}$是一年中的天数(365.25)

此外，$h$是本地小时，由$$h=\frac{(t_{UTC}-12)\times\pi}{12}+\frac{\lambda\pi}{180}$$定义，其中$\lambda$是经度，$t_{UTC}$是UTC时间(小时)。

Answer 2

我认为如果你只是想要日照(在大气的顶部)，那么你可以遵循这里的论点:气候变化/科学/日照分布(维基媒体)．

然后你可以对大气中的辐射转移做一些假设来得到温度。