1353 W/m2 1000 W/m
2.2.1.Tính toán gờc tới của bức xạ trực xạ
Trong quá trình tính toán cèn định nghĩa mĩt sỉ khái niệm nh− sau:
- Hệ sỉ khỉi không khí: m, là tỷ sỉ giữa khỉi l−ợng khí quyển theo ph−ơng tia bức xạ truyền qua và khỉi l−ợng khí quyển theo ph−ơng thẳng đứng (tức là khi mƯt trới ị thiên đỉnh). Nh− vỊy m =1 khi mƯt trới ị thiên đỉnh, m =2 khi gờc thiên đỉnh θz là 600. Đỉi với các gờc thiên đỉnh từ 0-700 cờ thể xác định gèn đúng m =1/cosθz. Còn đỉi với các gờc θz>700 thì đĩ cong của bề mƯt trái đÍt phải đ−ợc đ−a vào tính toán. Riêng đỉi với tr−ớng hợp tính toán bức xạ mƯt trới ngoài khí quyển m =0.
- Trực xạ: là bức xạ mƯt trới nhỊn đ−ợc khi không bị bèu khí quyển phát tán. Đây là dòng bức xạ cờ h−ớng và cờ thể thu đ−ợc ị các bĩ thu kiểu tỊp trung (hĩi tụ).
- Tán xạ: là bức xạ mƯt trới nhỊn đ−ợc sau khi h−ớng của nờ đã bị thay đưi do sự phát tán của bèu khí quyển (trong mĩt sỉ tài liệu khí t−ợng, tán xạ còn đ−ợc gụi là bức xạ của bèu trới, ị đây cèn phân biệt tán xạ của mƯt trới với bức xạ hơng ngoại của bèu khí quyển phát ra).
- Tưng xạ: là tưng của trực xạ và tán xạ trên mĩt bề mƯt (phư biến nhÍt là tưng xạ trên mĩt bề mƯt nằm ngang, th−ớng gụi là bức xạ cèu trên bề mƯt).
- C−ớng đĩ bức xạ (W/m2): là c−ớng đĩ năng l−ợng bức xạ mƯt trới đến mĩt bề mƯt t−ơng ứng với mĩt đơn vị diện tích của bề mƯt. C−ớng đĩ bức xạ cũng bao gơm c−ớng đĩ bức xạ trực xạ Etrx, c−ớng đĩ bức xạ tán xạ Etx và c−ớng đĩ bức xạ quang phư Eqp.
- Năng l−ợng bức xạ (J/m2 : là năng l−ợng bức xạ mƯt trới truyền tới mĩt đơn vị diện tích bề mƯt trong mĩt khoảng thới gian, nh− vỊy năng l−ợng bức xạ là mĩt đại l−ợng bằng tích phân của c−ớng đĩ bức xạ trong mĩt khoảng thới gian nhÍt định (th−ớng là 1 giớ hay 1 ngày).
- Giớ mƯt trớ : là thới gian dựa trên chuyển đĩng biểu kiến của mƯt trới trên bèu trới, với quy −ớc giớ mƯt trới chính ngụ là thới điểm mƯt trới đi qua thiên đỉnh của ng−ới quan sát. Giớ mƯt trới là thới gian đ−ợc sử dụng trong mụi quan hệ về gờc mƯt trới, nờ không đơng nghĩa với giớ theo đơng hơ.
Quan hệ hình hục giữa mĩt mƯt phẳng bỉ trí bÍt kỳ trên mƯt đÍt và bức xạ của mƯt trới truyền tới, tức là vị trí của mƯt trới so với mƯt phẳng đờ cờ thể đ−ợc xác định theo các gờc đƯc tr−ng sau (hình 2.5):
- Gờc vĩ đĩ φ: vị trí gờc t−ơng ứng với vĩ đĩ về phía bắc hoƯc về phía nam đ−ớng xích đạo trái đÍt, với h−ớng phía bắc là h−ớng d−ơng.
- 900 ≤ φ ≤ 900
- Gờc nghiêng β: gờc giữa mƯt phẳng của bề mƯt tính toán và ph−ơng nằm ngang.
0 ≤ β ≤ 1800
(β > 900
nghĩa là bề mƯt nhỊn bức xạ h−ớng xuỉng phía d−ới).
- Gờc ph−ơng vị của bề mƯt γ: gờc lệch của hình chiếu pháp tuyến bề mƯt trên mƯt phẳng nằm ngang so với đ−ớng kinh tuyến. Gờc γ = 0 nếu bề mƯt quay về h−ớng chính nam, γ lÍy dÍu (+) nếu bề mƯt quay về phía tây và lÍy dÍu (-) nếu bề mƯt quay về phía đông.
- Gờc giớ ω: gờc chuyển đĩng của vị trí mƯt trới về phía đông hoƯc phía tây của kinh tuyến địa ph−ơng do quá trình quay của trái đÍt quanh trục của nờ và lÍy giá trị 150 cho 1 giớ đơng hơ, buưi sáng lÍy dÍu (-), buưi chiều lÍy dÍu (+).
- Gờc tới θ: gờc giữa tia bức xạ truyền tới bề mƯt và pháp tuyến của bề mƯt đờ.
- Gờc thiên đỉnh θz: gờc giữa ph−ơng thẳng đứng (thiên đỉnh) và tia bức xạ tới. Trong tr−ớng hợp bề mƯt nằm ngang thì gờc thiên đỉnh chính là gờc tới θ. - Gờc cao mƯt trới α: gờc giữa ph−ơng nằm ngang và tia bức xạ truyền tới, tức là gờc phụ của gờc thiên đỉnh.
- Gờc ph−ơng vị mƯt trới γs: gờc lệch so với ph−ơng nam của hình chiếu tia bức xạ mƯt trới truyền tới trên mƯt phẳng nằm ngang. Gờc này lÍy dÍu âm (-) nếu hình chiếu lệch về phía đông và lÍy dÍu d−ơng (+) nếu hình chiếu lệch về phía tây.
- Gờc lệch δ: vị trí gờc của mƯt trới t−ơng ứng với giớ mƯt trới là 12 giớ (tức là khi mƯt trới đi qua kinh tuyến địa ph−ơng) so với mƯt phẳng của xích đạo trái đÍt, với h−ớng phía bắc là h−ớng d−ơng.
-23,450 ≤ δ ≤ 23,450 MƯt trới α γ γ θz z z β N B Đ T Thiên đỉnh Pháp tuyến từ mƯt phẳng nằm ngang θ
Gờc lệch δ cờ thể tính toán theo ph−ơng trình của Cooper: δ = 23,45.sin(360
365 284+n
) trong đờ n là thứ tự ngày của 1 năm .
Quan hệ giữa các loại gờc đƯc tr−ng ị trên cờ thể biểu diễn bằng ph−ơng trình giữa gờc tới θ và các gờc khác nh− sau:
cosθ = sinδ.sinφ. cosβ - sinδ.cosφ. sinβ.cosγ + cosδ.cosφ.cosβ.cosω + + cosδ.sinφ.sinβ.cosγ.cosω + cosδ.sinβ.sinγ.sinω
và: cosθ = cosθz.cosβ + sinθz.sinβ.cos(γs - γ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đỉi với bề mƯt nằm ngang gờc tới θ chính là gờc thiên đỉnh của mƯt trới θz, giá trị của nờ phải nằm trong khoảng 00 và 900 từ khi mƯt trới mục đến khi mƯt trới ị thiên đỉnh (β = 0):
cosθz = cosφ.cosδ.cosω + sinφ.sinδ