腫瘤免疫學
[拼音]:taiyang changshu
[英文]:solar constant
地球在日地平均距離處時,和太陽光垂直的大氣上界單位面積每單位時間所接收的所有波長的太陽輻射總能量。它常以S 表示,其值為1.96(±0.01)卡/(釐米2·分)或1367(±7)瓦/米2。太陽常數是研究地球大氣輻射平衡(見輻射差額)和熱量平衡的基礎資料,用於動力氣象學、氣候學、天氣學、大氣物理學等的研究之中,在航天科學、太陽能利用和環境科學等許多領域中,也要用到它。
輻射能量隨波長的分佈叫光譜,或分光輻射譜,其單位為瓦/(米2·微米)。太陽光譜很寬,但其能量主要集中在可見光和紅外波段(見圖),如0.2~10.0微米波段的輻射佔輻射總能量的99.9%,其中0.3~3.0微米波段的佔97%左右。因此,測量太陽常數時所利用的波段並不太寬。
測量
因為太陽常數是大氣上界的資料,實際上無法將儀器送到這樣的高度直接測量,只能在高山上或利用飛機、氣球、火箭、人造衛星進行測量,然後訂正和理論推算,在消除大氣對太陽輻射資料的影響後,才能得出比較近似的結果。在高山測站用太陽分光輻射儀測量太陽輻射強度隨波長的分佈時,可以測量0.295~2.5微米波段的太陽輻射光譜,經大氣吸收訂正和日地平均距離訂正後,就可推算出大氣上界的太陽常數。其優點是可以進行長期穩定的觀測,資料可靠性高,但因紫外輻射和紅外輻射部分被臭氧層和水汽等吸收,難以準確訂正。在高空用飛機、氣球、火箭測量,可以儘量減少大氣的影響,高度越高,訂正的量越小。一般在60~100公里以上測量時,便可以不進行大氣吸收訂正,只經過日地平均距離訂正即可。其不足之處是觀測次數少,又須對飛行器上的儀器姿態加以訂正,所以精度也不很高。
造成測量誤差主要有以下幾個因素:
(1)早期使用的分光儀的解析度較低。
(2)大氣吸收訂正所依據的理論和假設條件不同。
(3)20世紀50年代以前存在著兩種不同的輻射測量標尺。
歷史沿革
20世紀初,美國史密森天文臺的C.G.艾博特等人開始了太陽常數的測量工作。1954年,F.S.約翰遜根據50年代以前的地面觀測資料,得出 S=2.00卡/(釐米2·分)(1396瓦/米2),曾被廣泛採用。1957年多倫多國際輻射委員會根據當時多方面資料的綜合分析, 建議在整理國際地球物理年資料時統一採用S=1.98卡/(釐米2·分) 這一資料。以後根據不同的觀測資料和訂正方法, 得出不同的 S值如:1.95、 1.94、1.97卡/(釐米2·分)。1981年10月在墨西哥召開的世界氣象組織儀器和觀測方法委員會第八次會議上,通過了太陽常數取值為S=1.96卡/(釐米2·分)的建議。
太陽常數是否變化,其幅度有多大,仍未完全研究清楚。太陽活動對輻射引起的瞬間變化(如太陽耀斑引起的輻射增強)主要集中在紫外波段,其能量很小,至少比太陽常數小四個數量級,完全可以忽略。關於太陽常數長週期的變化,根據美國史密森天文臺半個多世紀的觀測資料分析,其變化在 1%以內,即在觀測精度的範圍之內。根據1969~1975年的觀測資料,其變化也不大於0.75%。太陽常數是否有更長期的變化,仍有待於證實。
參考書目
G.W.帕爾特里奇、C.M.R.普拉特著,呂達仁等譯:《氣象學和氣候學中的輻射過程》,科學出版社,北京,1981。(G.W.Paltridge,C.M.R.Platt,Radiative Processes in Meteorology andClimatology,Elsevier Scien-tific Publ.,Amsterdam,1976.)
O.R.White,ed.,The Solar Output andIts Variation,Colorado Associated Univ.Press,Boulder,1977.