Page 56 - 水利学报2021年第52卷第5期

P æ -1.253 ö
m = a ç ç sinα + 0.15 æ 180α + 3.885 ö ÷ ÷ （8）
P è π ø
0 è ø
式中：P 为观测地的大气压，hPa；P 为海平面大气压，hPa，一般取 1013.25 hPa。
a
0
2.3 模型的比较 在 2016 年 1—4 月期间，笔者团队在黑龙江省漠河市北极村黑龙江边开展了太阳辐
射的实测，下面将以此为依据比较上面的 3 个云量百分率模型：以晴天直射为起始值的 Wunderlich 式
（3）；以天文辐射为起始值的和清华和谢云式（4）；本文晴天日射为起始值的式（6）。
图 1（a）示出了 2016 年 4 月白天平均云量随日期的变化（资料来源 https：/tianqi.911cha.com /mohe/
/
2016 -4.html，以下历史气象资料来源相同），其中：n=92 表示 2016 年 4 月 1 日；云量 C=1.0 是天降大
雪的完全阴天；云量 C<0.6 可视为晴天。图 1（b）（c）（d）分别示出了式（3）（4）（6）计算的 2016 年 4 月份
太阳辐射的辐照度与实测值的比较，其中天文辐射 ϕ 的计算可参考文献 ［9］ 。
s0
根据图 1，可得重要结论如下：
（1）式（6）计算太阳辐射结果与实测值吻合最好，式（3）和式（4）次之，例如，当 n=115 时，C=0 为
完全晴天，实测最大ϕ sc =1042.1 W/m ，而式（3）（4）（6）计算的最大 ϕ sc 值分别为 814.6、811.5、932.1 W/m 。
2
2
这表明所提出的式（6）用于计算晴天日射的模型及大气平均透明系数和光学大气质量的方法是比较符
合实际的。
（2）当白天平均云量 C≥0.6，太阳辐射理论计算值与实测值均偏差较大，特别是连续 2 天 C=1.0
的降雪阴天。原因可能是：①白昼日平均云量资料来源于气象站观测资料，与观测点存在一定偏
差；②白昼不同时间的云量相差较大。改进的途径是用白天分时段平均云量代替白天平均云量。

（a）2016 年 4 月白天平均云量随日期的变化 （b）式（3）算得同期太阳辐照度与实测值的比较

（c）式（4）算得同期太阳辐照度与实测值的比较 （d）式（6）算得同期太阳辐照度与实测值的比较
图 1 黑龙江省漠河市北极村黑龙江边实测太阳辐射与理论计算比较

3 长波辐射模型

河湖长波辐射包括水体或者冰盖和雪盖表面的长波辐射与大气长波逆辐射。
3.1 河湖的长波辐射 河湖作为一个近乎黑体，长波辐射的热通量可由斯蒂弗-博尔茨曼四次方定律 ［1］

— 558 —