对太阳辐射和城市空气污染变化关系的探讨

分类：论文范文 发表时间：2020-09-12 10:18

　　提 要 对兰州市太阳辐射和空气污染的年季变化规律分析表明: 太阳直接辐射、总 辐射及大气透明系数呈逐年下降趋势 ,散射辐射和晴天大气混浊因子呈逐年增加趋 势 ,且从 70年代后期开始这种趋势更加明显;冬季大气污染最严重 ,夏季较其他季节 轻 ,春季污染高于秋季。总悬浮微粒的年、季变化与太阳辐射和混浊因子的变化规律 基本一致。

　　关键词 太阳辐射 空气污染 变化规律

　　城市是人口和工业集中的地方 ,工业生 产、交通运输和居民生活排放出大量的烟尘 和废气 ,使上空的大气辐射被严重削弱 ,不仅 影响气候 ,也影响“绿色工厂”的生产和太阳 能的开发利用。本文采用兰州市地面太阳辐 射资料 ,对城市空气污染的状况进行分析。在 目前缺少空气污染连续观测资料的情况下 , 这种间接方法也很有实际意义。

　　1 太阳辐射的逐年变化

　　太阳直接辐射的强弱主要取决于太阳高 度角和大气透明度两个因子。选择各日相同 时刻 ( 12时 30分 )的观测值 ,以减小太阳高度 角的影响。这样 ,大气透明度就是决定太阳辐 射的关键因子。大气污染越重 ,透明度就越 小。太阳散射辐射的强弱亦主要取决于太阳 高度角和大气透明度 ,不同的是气溶胶粒子 愈多散射辐射愈强。

　　2 大气透明度特征和变化情况

　　大气透明程度常用大气透明系数 P 表 示 ,以说明大气对太阳辐射的透过程度。本文 采用卡斯特罗夫公式导出 P2 = m m - 2+ 2S0 Sm 1 /2 式中 P2为大气透明系数 , S0为大气上界太阳 辐射强度 , Sm 为大气质量为 m 时到达地面 的太阳辐射强度。用上式计算兰州大气透明 系数 P2 ,作大气透明系数逐年变化曲线 (图 2)。从中显示 , 1977年以后 P2逐年减小 , 1978— 1985年 P2比前一段下降了 8. 4% ,同期太 阳直接辐射减少 14. 8% 。16年 P2的平均值为 0. 58, 1979年及以后小于平均值 ,而以前大于 平均值。

　　大气透明系数 P2和混浊因子 D /S的季 节分布可以反映大气污染程度的季节变化。 图 3是 16年 1、4、7、10月平均 P2曲线和 D /S 曲线。由图可见 ,夏季 P2最大 ,冬季最小 ,秋 季高于春季; 混浊因子 D /S的变化正好与 P2相反。这说明冬季大气污染最严重 ,夏季 空气较其他季节清洁。

　　3 大气混浊度与大气总悬浮微粒关系

　　上述分析表明 ,兰州 1970— 1985年太阳 直接辐射逐年减小、散射辐射逐年增大是与 大气透明度密切相关。大气透明度的减小 ,主 要受尘埃、大气总悬浮微粒影响。为此 ,将 1974— 1981年兰州冬、夏大气总悬浮微粒与 大气混浊因子 D /S作了比较 (附表 )。

　　4 结论

　　4. 1 1970— 1985年兰州到达地面的太阳直 接辐射与总辐射呈下降趋势 ,特别是 1979年 以后下降十分明显。

　　4. 2 晴天大气混浊因子 D /S有逐年增加的趋势 ,特别是 1975年以后增加明显 , 1976— 1985年较 1970— 1975年平均增长 25% 。

　　作者张文煜 冯广泓 苗玉芝

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