散射辐射的概念与原理

散射辐射的强弱主要决定于太阳高度角、大气透明度和云量等因素。散射辐射在天空是向四面八方的，假设散射辐射有一半返回太空，另一半不考虑大气的吸收作用到达水平面上，可以得到水平面上散射辐照度的近似式：

\(D= \frac {1}{2} S(1-P)sinh。\)

式中：D为散射辐照度；S为太阳常数；P为大气层平均透明系数；h。为太阳高度角。

散射辐射的强弱和太阳高度及大气透明度有关。太阳高度角增大时，到达近地面层的直接辐射增强，散射辐射也就相应地增强；相反，太阳高度角减小时，散射辐射也弱。大气透明度不好时，参与散射作用的质点增多，散射辐射增强；反之，则减弱。云也能强烈地增大散射辐射，但具体作用决定于云量和云状。下图是重庆市观测到的晴天和阴天的散射辐射值。由图可见， 阴天的散射辐射比晴天时大得多。

散射辐射的日变化基本上与太阳高度角的日变化一致，在中午前后达最大，但不完全对称， 这是因为上、下午的散射系数和云况不同之故。散射辐射的年变化基本上决定于中午太阳高度角、云量和昼长的年变化，其最大值总是出现在夏季。

散射辐射的光谱成分以短波光为多，这是散射的选择性缘故。若以对红光（λ=0.70μm）的散射系数取1，对可见光其他波长的散射系数均大于1（下表），许多资料表明，天空散射辐射的能量主要集中在波长小于1μm范围内，光谱能量的最大值出现在0.42~0.44μm处。