地球上阳光最充足的地方是哪里?(包括海洋)

Question

在考虑离岸太阳能发电厂时，这个问题确实出现了，它们的潜力是什么，与陆地上的同类相比，它们的效率有多高。

最近，越来越多的人听说海上浮动电厂，比如这一个，这一个或这一个．

但当涉及到大型项目时，通常太阳能发电厂都计划在阳光充足的地方，比如亚利桑那州的沙漠，以最大限度地输出电力。

在寻找地球上阳光最充足的地方时，我找到的所有列表和排名都只包括陆地面积。所有这些都引起了下列有关问题:

1. 海洋表面没有一个地方能像陆地上阳光充足的地方那样获得那么多的太阳能，这是真的吗?
2. 海洋总是多云吗?还是比陆地更多云?
3. 到达地球表面的太阳能有多少落在陆地上，有多少落在海洋上?

Answer 1

这是一个有趣的问题，尽管纬度是到达某一特定地点大气顶部的太阳辐射量的主要控制因素，但答案将取决于不同纬度地区的天气模式分布情况。因此，一个可靠的答案需要有数据的支持。

这个提议的一个很好的数据集是地面气象学与太阳能．我最近用它来回答a有点类似的问题．在这种情况下，我将使用水平表面上的日晒数据集，该数据集提供了22年平均值(1983年7月至2005年6月)的太阳日照，单位为kWh/m^2/天(kWh /平方米/天)，来自卫星测量，允许以1°分辨率(~110公里)覆盖全球。

数据集是这样的:

其中左边色标中的数字必须被解释为平均kWh/m^2/天。我们可以看到一个明显的纬度梯度，即赤道纬度比极地纬度接收到更多的能量，然而，由于在同一纬度可以发现不同的气候，因此存在显著的纵向变化。

乍一看，陆地区域似乎并没有接收到更多的能量。赤道上方的陆地似乎接收到相对较少的能量(由于云层覆盖)，而像阿塔卡马和撒哈拉沙漠这样的沙漠“热点”距离赤道相当远(约2000公里)。另一方面，似乎有广阔的赤道水域接受了大量的能量。

该图显示了数据集的最大值(6.98 kWh/m^2/天)，给出了阿塔卡马沙漠智利是地球上日照最多的地区。然而，这是一个相当小的区域。

下图显示了覆盖在世界地图上的相同数据集，使陆地区域更加突出，以及接收超过6 kWh/m^2/天的区域的等高线这里很明显，尽管撒哈拉沙漠和阿塔卡马沙漠位于日照较多的地区，但这些地区的绝大多数都位于海洋之上。

所以，关于你的第一个问题，我想说的是，尽管最高太阳辐射比赛的第一名是阿塔卡马沙漠，领奖台的其余部分属于海洋。事实上，如果我们看一下数据集的“像素”值高于6.9 kWh/m^2/天，在阿塔卡马沙漠有两个，在太平洋有16个。所以一般来说，我会这么说说海洋表面没有任何地方能像陆地上阳光充足的地方那样获得那么多的太阳能，这是错误的．

要回答第二个问题，我们可以看一下数据集月平均晴空日数(即在相同的22年期间，云量少于10%)，它看起来是这样的:这一次，颜色条的数字必须被解释为每月平均晴空天数。这里我们可以看到，阿塔卡马沙漠的高日照是由非常多的晴空天数(每月17天)来解释的，而在那个阳光明媚的太平洋地区，平均最多只有10天的晴空天数。但说到晴空天数最多的记录，冠军是南极洲，那里有大片地区，平均晴空天数为20-22天。然而，如果有几个月没有阳光，我不知道它是否可以被翻译为“阳光最充足”的地方。

所以，关于你的第二个问题，我想说是的，平均而言，海洋的云覆盖比陆地持久得多．事实上，几乎所有平均每月晴空天数超过10天的地区都在陆地上，其中绝大多数在南极洲。

现在，为了回答你的第三个问题，我们必须将第一个数据集(第一个图)的数据分为陆地和海洋。为了做到这一点，我用了ETOPO1全球地形模型他说，海拔0米以上的地方都是陆地，海拔0米以下的地方都是海洋。我还将数据转换为等面积投影，使计算更容易，因为在原始数据中，两极附近的“像素”比赤道上的“像素”小得多。陆地面积日晒是这样的:海面的日晒是这样的:陆地接收的平均总日照为6.45e14 kWh/day或645 PWh/day (peta watts /day)，而海洋接收的平均总日照为1,656 PWh/day。因此，72%的能量最终进入了海洋．总数为2,301 PWh/天，作为一个完整性检查，我们可以看到它与到达大气顶部的总能量具有相同的数量级，我们可以使用太阳常数地球的半径(24*1.362*pi*6378100^2 = 4.177e15 Wh/day= 4,177 PWh/day)。这两种总量并不像预期的那样匹配，因为很大一部分能量被反射了出来(地球的反照率是0.3)或被大气吸收。

在你的问题中总结所有这些信息。海上太阳能发电确实有很大的潜力，也许我们将来会加以利用。然而，能量的传输现在可能是主要的限制因素。使海上项目只在房地产价格高的地区可行，使在陆地上建造项目过于昂贵，因此使海上项目成为一个明智的选择。在这些情况下，地点主要取决于有需求的地点，而不是太阳辐照程度较高的地点。如果我放开想象力，也许有一天，太平洋上那些大的高辐照区会成为浮动工业园区，生产和使用现场生产或其他工业过程的电力。

Answer 2

1)不，海洋中有很多地方可以接收更多的日照时间比许多沙漠都长。例如，非洲南部的西海岸和南美洲中部。这些地区受到极冷的南极洋流和来自哈德利环流的高压的影响。

这在很大程度上取决于地点。一般来说，温暖的海洋会比寒冷的海洋多云。赤道水域特别多云，而亚热带水域一般较少多云。与此同时，一些陆地地区一年中的大部分时间都是多云的。例如，华盛顿州经常是多云的。山区也经常多云。

到达地球表面的大部分入射光都落在海洋上。这主要是由于海洋的表面积(约占地球的2/3)。