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第三节 光能资源

第三节 光能资源


  一、日照

  黑龙江省纬度偏高,云量少,日照时数较多。按纬度计算,年可照时数为4440~4470小时,实照时数为2300~2900小时,占可照时数的50%~65%。松嫩平原地区年实照时数为2700~2900小时,小兴安岭腹地、东部边缘地带、大兴安岭最北部日照时数不足2500小时,其他地区居中。大部分农区作物生长期内,日照时数介于1050~1500小时,具体表现为西多东少。

  一年之内,3~10月日照时数多,大部分地区均在1900小时以上,月平均日照时数为200小时。6~8月日照时数为700~800小时(表1-6),但由于多阴雨天气,因此日照百分率(日照百分率—即实际日照时间与可能日照时间(全天无云时应有的日照时数)之比用百分率(%)表示)较小。冬季日照时数虽然少,但因晴天多,日照百分率较大(图1-12),为光热转化提供了有利条件。






  反映日照和温度(热量)两种气候资源综合作用的光温积(光温积—即日照百分率与平均气温之积:Si×T)年变化趋势与日照百分率相反,5~9月,日照百分率小,但因气温高,光温积很大,从而提高了农作物对光照的利用率,又弥补了光照的不足(图1-13)




  二、太阳辐射

  (一)总辐射

  黑龙江省太阳辐射(太阳辐射—指太阳向周围空间放射的电磁波能量。亦称“日射”)年总量约为46×108~50×108焦耳/平方米,占晴天最大辐射量的60%~65%。北部比值大于南部,冬半年大于夏半年。年总辐射量地区差异趋势是南多北少。大、小兴安岭地区由于纬度偏高,加之地形影响,多云雨,因而年总辐射量偏少。三江平原东北部也较少;松嫩平原西南部最多;其他地区居中。与国内其他省(市、区)相比较,黑龙江省总辐射量多于川、黔等地,与长江中下游省、市相当,在全国属中等水平。

  太阳辐射量具有明显的季节差异。夏季最多,冬季最少,春季多于秋季。农作物生长季的总辐射量多为24.4×108~28.0×108焦耳/平方米,占年总辐射量的54%~60%,越往北,占年总辐射量的比率愈大。光能主要集中在农作物生长期内(气温≥10℃)。

  以年辐射量作为主要指标,年日照时数为辅助指标,黑龙江省可划分为三个太阳辐射资源区:松嫩平原和东南山区为辐射资源丰富区。年总辐射量多在48×108焦耳/平方米以上,年日照时数为2500小时以上。小兴安岭半山区及三江平原局部地区为辐射资源较丰富区。年总辐射量为46×108~48×108焦耳/平方米,年日照时数为2400~2500小时,最高可达2600小时。大小兴安岭山地与乌苏里江沿岸地区为辐射资源贫乏区。年总辐射量约在46×108焦耳/平方米以下,年日照时数为2300~2500小时。

  (二)直接辐射和散射辐射

  直接辐射(直接辐射—太阳辐射经过大气削弱以后,直接投射到地表面上的部分)年总量为27×108~30×108焦耳/平方米,北部地区多于南部地区,占年总辐射量的57%~61%。一年之中,最多月(6月)的直接辐射量为最少月(12月)的4~6倍。纬度愈高,季节差异愈显著。北部地区2~8月直接辐射量多于南部地区,9月至次年1月直接辐射量少于南部地区。直接辐射年际间波动较大,相对变率平均达16%以上,其中,东部地区最大。散射辐射(散射辐射—太阳辐射受介质散射作用后而形成的从天空各个方向投射到地表面的辐射)年总量多介于19×108~21×108焦耳/平方米。南部地区多于北部地区。5~7月散射辐射最大,12月最小。散射辐射年际变率比直接辐射小,南部地区尤为明显。哈尔滨5~8月散射辐射年际变率平均不超过10%,而同期直接辐射的年际变率平均可达17%。

  (三)光合有效辐射

  光合有效辐射(光合有效辐射—太阳辐射波长为0.38~0.71微米的,能被绿色植物吸收用于光合作用的辐射)年总量为19.8×108~22.7×108焦耳/平方米,西南部地区多,东北部地
区少。松嫩平原最多,小兴安岭山地最少。年光合有效辐射量的2/3集中在农作物生长季
内。气温≥10℃期间的光合有效辐射量为9×108~12×108焦耳/平方米,西南部地区最多,
三江平原地区次之,最北部地区最少。

  (四)南向垂直面上的太阳辐射

  由于地理纬度偏高,冬季太阳高度角小,水平面上的太阳辐射强度较弱,但在南向垂直面上可获得丰富的太阳辐射能。经计算,冬半年,黑龙江省南向垂直面上的太阳能不少于南方省份。由于冬季晴好天气比低纬度地区多,以日照时间最短的12月计算,黑龙江省北纬50度以南地区,南向垂直面上的日射总量比水平面多2~3倍,优于低纬度地区的南京和广州。

  冬季各月太阳辐射量年际变化较小,一般在20%以下。南向垂直面上的日射强度略高于夏季,且随纬度增高稍有增强。日照百分率多达65%~70%。按采光率为0.3%计算,可获其1/3的能量,采暖温度可维持在10℃左右。若采光率提高到0.4%,采暖温度可接近15℃以下,对于建筑采暖设计具有较大的实用价值。