运用球面三角知识量化太阳周日视运动规律

主要运用球面三角研究了太阳周日视运动规律,通过定量的角度得到了太阳周日运动的特征及其与纬度、季节变化之间的关系.     

简单α效应的α-ω发电机解和活动区涡度的观测

本文介绍了一个基本的α-ω发电机的数值解,探讨了这种模型中极向场和环向场耦合形成的螺度表征量随太阳活动周的变化,与之前观测中所呈现的螺度参数随纬度和时间变化的特征相吻合.其后,使用太阳动力学天文台日震磁场成像仪的时距日震学方法获得的24太阳活动周的矢量速度场,计算了平均涡度随纬度和时间的变化,观测结果显示涡度在南北半球的符号有相反的特征,另外, 2010–2016平均涡度随纬度逐年的平均变化显示了在不同年份,轮廓线显然不完全重叠.这表示太阳上实际的流体涡旋运动可能存在更为复杂的与时间有关的过程.     

航海模拟器中的太阳视运动轨迹的算法

在传统天文学的天体视运动轨迹计算方法的基础上,给出一种在航海模拟器中应用的太阳视运动轨迹的计算方法,并且针对太阳在视运动当中高度变化的特点,提出了一种新的坐标变换方法,以逼真模拟太阳的视运动.     

太阳高度及其测定

本文主要阐述太阳高度的周日变化、季节变化和因纬度而异的成因与变化、分布规律及其推算和测定方法。     

从天文学角度对“两小儿辩日”中相关问题的探析

“两小儿辨日”中,两小儿从太阳的大小和凉热出发,辩论日出与日中太阳与观测者距离的远近。文章从天文学的角度探析了日地距离的变化,计算了距离变化对太阳视大小、地面接收太阳辐射多少的影响,结果显示距离的变化不是引起太阳视大小和冷热变化的原因。视觉因素是造成太阳早晨中午视大小不同的主要原因。地表气温的差异直接导致观测者对太阳冷热感觉的差异,而太阳高度（太阳相对于水平面的仰角）和太阳穿过大气层厚度的不同则是造成地表气温差异的主要原因。相比于其它颜色的光,红光因波长较长而被大气散射的较少,因此当太阳早晨穿过更厚的大气时,剩下红色光较多,从而造成早晨的太阳发红。     

各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系

以同济大学自建的小型气象台站测得的2009—2011年气象数据为基础,采用回归分析的方法分析了晴空指数、太阳高度角对太阳辐射照度与光照度关系的影响,发现它们对太阳辐射照度的影响整体上呈现非线性,且影响规律在各分区间内略微不同.因此,采用分段线性拟合的方法将晴空指数和太阳高度角分为9个区间,分别建立对应的太阳辐射照度与太阳光照度之间的线性拟合关系,并通过实测数据证明这种处理方式具有较高精度.结论适用于纬度和天气条件与上海相似的地区.     

圆柱吸热体真空管集热器管中心距与能量收益关系的研究

在实验测定吸热板表面相对太阳辐照强度和涂层太阳吸收率的基础上，分析研究了圆柱形吸热体具有圆形和半圆形吸收涂层的真空管集热器在不同管中心距下的能量收益因子随光线入射角变化的规律，依据晴天辐射模型，对北半球不同纬度和倾角、朝南放置的上述两种真空管的日年能量收益，以及由上述两种真空管组成的太阳能集热器中心距与能量收益的关系进行了分析研究，给出了两种真空管日、年能量收益和两种集热器不同管中心距在各纬度和倾角下集热器日能量收益及其年变化规律。结果表明：在无遮挡时，圆形吸收涂层管比半圆形吸收涂层管年能量收益高9％。当圆形吸收涂层管中心间距等于2倍管径、半圆形吸收涂层管中心间距等于1．3倍管径时，可得到管无遮挡时年能量收益的95％。     

双轴跟踪光伏阵列的日地天文理论仿真实现

固定倾角的传统安装方式导致光伏阵列输出效率较低。根据日地天文理论,仿真太阳和地球间的运动,分析一小时、一天、一个月以及一年等不同时间范围内的太阳高度角和方位角的变化规律,仿真结果表明在不同时刻,日地间的高度角、时角、方位角等都处于变化当中,即传统的固定倾角的安装方式不能有效跟踪太阳运动,如将日地天文理论应用于光伏阵列的双轴跟踪,可以有效地提高光伏阵列的输出效率。     

基于太阳运动及辐射理论的跟踪装置评价系统研究

以地球运动规律、太阳辐射理论以及数学归纳法为基础,通过MATLAB软件的图形用户接口开发环境,对基于太阳跟踪装置设计和安装的太阳跟踪评价系统进行开发。所开发的太阳跟踪评价系统能够快速分析拟设计太阳跟踪装置的太阳高度角和方位角运动范围、太阳光到达地面的总辐射量、太阳跟踪装置的最优安装间距,以及对当地安装太阳跟踪装置的必要性进行评级,为太阳跟踪装置的设计和安装提供参考。     

估计南向坡面总辐射最佳倾角的表示式

提出了一个估计各月南向倾斜面太阳总辐射最佳倾角简单表示式，该式表明：太阳赤纬、水平面上太阳总辐射与直接辐射之比以及地面反射率为常数时，最佳倾角随纬度增加而增加而增大，且冬季增大较快；当纬度、太阳 纬和地面反射率不变时，最佳倾角随水平面上辐射经增大而减小，尤其在高纬冬季更加显著；夏季最佳倾角随辐射比的变化较小，这表明一地的辐射状况对该地的坡面最佳倾角有一定的影响，影响程度因季而异。     

春天:最美的季节

<正>立春是二十四节气中的第一个节气。进入立春,万物复苏,生机勃勃,一年四季便也从此开始了。春季是一年中的第一个季节,也就是从这个季节开始,太阳直射点开始由南半球向北半球缓慢移动,在3月21日前后,太阳直射点直射在赤道上,这一天全球昼夜平分,此后,它将继续北移。与此同时,北半球将出现昼渐长夜渐短的现象,直至6月21日或22日(即夏至日)抵达北回归线时呈现出     

北半球Hadley环流与臭氧气候演变规律及其相互关系

 利用欧洲中心(ECMWF)1957年9月到2002年8月共540月的ERA-40的经向风和臭氧质量混合比月平均资料,通过定义一系列Hadley环流指数来分析研究Hadley环流与臭氧的气候演变规律及其相互关系.分析指出:①在定义的几个Hadley环流指数中,北半球Hadley环流强度指数(NHCI)与臭氧的相关最好,全球Hadley环流指数(HCI)次之.因此进一步运用功率谱和凝聚谱方法对NHCI与臭氧的变化做出周期分析;②南半球臭氧的时间序列与Hadley环流各指数的相关关系最好,赤道次之,北半球相对小一些;③NHCI与臭氧之间的相关关系总体表现为明显的纬度带分布,说明了不同的纬度,平均经圈环流(MMC)对臭氧的输送作用不同.④NHCI与臭氧的季节变化都十分显著,二者之间有很多显著的共振周期,最突出的约为5~6个月,1 a的共振周期是各自变化的显著周期.臭氧的变化落后于NHCI振荡,且不同的纬度带落后时间长度不同.     

墙面可照时间的纬度分布规律

墙面的可照时间取决于墙面所在的纬度、墙面的朝向和太阳赤纬.根据墙面上日出日没时角配置关系的分析,可得到计算墙面可照时间的具体计算公式,并可据此用解析的方法分析墙面上可照时间随纬度的变化.研究结果显示:不同朝向的墙面上可照时间随纬度的分布具有一定的规律性,朝向互补的墙面,在冬夏半年对应太阳赤纬时的可照时间的纬度分布具有反向对称性,如南(北)向墙面上冬(夏)半年的可照时间随纬度的分布,对应于北(南)向墙面上夏(冬)半年的可照时间随纬度的分布.夏半年北半球北向墙面,其可照时间随纬度的分布在45°N有极小值.纬度等于太阳赤纬的墙面,可照时间在一定朝向范围内不随朝向的变化而变化.在水平面极昼的纬度范围内,东西朝向的墙面,可照时间不随纬度的变化而变化.     

基于大气偏振光学的太阳跟踪方法

太阳位置信息不仅在太阳能领域应用广泛,而且在偏振光导航领域中被作为重要的空间特征,为偏振光导航提供信息。在研究大气偏振模式分布规律时,发现太阳位置与偏振模式存在着一定的对应关系;利用这一联系提出一种新的太阳跟踪方法:对偏振模式进行采样,得到各个采样点的偏振信息(偏振度和偏振角度)与太阳空间位置(高度角和方位角)之间的关系方程组。利用最小二乘法求得最优解并将其作为太阳位置。通过仿真实验验证了该方法的可行性,接着通过全天候和遮挡情况下的太阳跟踪实验进行了验证。实验表明用该方法求解得到的太阳高度角和方位角的平均误差在0.5°;并且不受空间位置和时间的限制,不存在误差积累,不受遮挡物对太阳遮挡的影响,体现出良好准确性和的环境适应性,可以有效地实现太阳空间位置确定和太阳跟踪。     

行星的运动及其辨认方法

本文根据行星同太阳地会合运动和行昨星在恒星之间的运动，揭示了行星的运动变化及出没规律，并对行星的辨认方法作了深入探讨。     

《天文学》学习指导（二）

四、太阳1．太阳常数我们用太阳常数来表示太阳的总辐射能。其定义是：在地球大气层以外，距太阳一个天文单位远处，与太阳光线垂直的一平方厘米面积上每分钟所接受到的太阳总辐射能量。它等于1．95卡。2．太阳的光度（）由太阳常数容易求出。或落在地球表面上的太阳能量同总能量的比为：式中为地球的半径，a为日地距离。表示太阳的周日视差。从1984年起，国际上采用因此，落在地球表面上的太阳能量只有太阳总辐射能的22亿分之一。3太阳的有效温度Te根据太阳总辐射能的测量结果，利用物理学中黑体辐射定律，可算出光球的温度。观测证明，光…     

北极星方位和测者纬度改正量表的编排方法

考虑北极星周日视运动过程中高度和方位随时间变化的对称性，采用临界表的形式减少内差次数，建立一个新的北极星方位和测者纬度改正量表，达到简化计算和优化表册的目的，该表只需一页A4纸大小，从篇幅上看是中文版《航海天文历》中同类表的1/4。是英文版《航海天文历》中同类表的1/3。而且其精度基本不变，满足观测北极星定位和测罗经差精度的要求。     

异常的第24太阳活动周——新千年的第一个完整的太阳活动周

介绍自2007年下半年到现在的非常低的太阳活动状况:无黑子活动天数为16太阳活动周以来最多,不排除24周的无黑子天数是现代黑子周内最多的可能;高纬度(35°)黑子的纬度为12周最低;从2003年11月～2008年9月,较高纬度(20°)每月没有黑子或只有1个黑子,共计持续了58个月,也为12周以来第一次观测到;太阳风速度、太阳风压、10cm电磁波辐射、太阳极区磁场、太阳总光度辐射等参量都为有观测资料以来的最低.对于这种极低太阳活动的现象,介绍了从当前的日震观测给予的解释、也从Gleissberg周期的长尺度、超长太阳活动周期尺度给予了解释.依据目前的观测,我们确定24黑子活动周于2008年11月开始.综合多种经典太阳活动预报方法给出的对24周太阳活动水平的预报,以及美国国家航空航天局和美国国家海洋大气局对24周的未来发展趋势的预报,认为24周太阳活动水平估计比23周将要弱30%左右.异常的24太阳活动周为太阳物理和日地关系物理研究带来机遇.     

地磁位谐波振幅的南北非对称性

 利用第10代国际参考地磁场模型(IGRF)的资料,研究了地磁位的谐波振幅的纬度分布及其时间变化.结果表明,地磁位偶极子成分的谐波振幅北半球大于南半球,谐波振幅随时间减小,北半球的减小比南半球快,振幅变化率高纬度地区周期小,低纬度地区周期长,平均有60 a左右的周期.非偶极子成分的谐波振幅南半球大于北半球,谐波振幅随时间增大,北半球比南半球增加快,振幅变化率南半球比北半球变化强烈,没有明显的周期规律.地磁位的谐波振幅变化有明显的纬度依赖性,在南北半球的分布及其时间变化与地球赤道非对称.     

中国隋唐时期对于太阳运动认识的演变——兼与古希腊太阳运动理论比较

目的廓清中国隋唐时期太阳运动理论发展的基本线索。方法把托勒玫(约100—165)《至大论》中和隋唐时期的太阳运动理论曲线、中心差和近地点平黄经的计算精度进行比较。结果在托勒玫《至大论》中太阳非匀速运动改正数表的基础上,给出其太阳中心差曲线和速度曲线,并在前人对隋唐时期太阳运动理论研究的基础上,重新考证了张子信关于太阳不均匀运动发现的含义。结论中国隋唐时期太阳运动理论与张子信(?—577)的发现虽然一脉相传,但这二者直到一行(683—727)时代才基本相符并被理解。一行包括后来的历算家的太阳运动理论存在系统误差,中心差和近地点平黄经的计算精度都逊于古希腊,一个重要原因就是古代中国一直把冬至点作为近地点。