4-43 白天天空亮度的计算和测量

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在很多科学研究及工程应用上均需要白天天空的亮度分布数据，如空中目标的识别，太阳能设备的设计，公共设施照明系统的设计等。由于实际天空变化的复杂性及实际大气条件随地域各异，因此不同地点不同天气模式下的天空亮度分布各不相同。要获得具有普适性的天空亮度分布资料，需要花费巨大的人力和物力进行长期的天空亮度测量。虽然在天空亮度的计算和测量方面已作了大量的工作，但针对某一地域的实际天空亮度分布尚需针对该地进行实际测量。采用自制的天光测量系统，对某地区的晴朗天空亮度分布进行了测量，并根据国际照明委员会对标准天空的定义，计算了标准洁净全晴天空和标准混浊全晴天空亮度分布，以期与测量结果进行比较。

进行天空亮度分布测量的某一地区，得到结论：（1）测量得到的晴朗天空亮度分布介于CIE标准清洁全晴天空和CIE标准混浊全晴天空之间。测量得到的晴朗天空亮度分布规律与计算结果一致。（2）天空亮度随着太阳高度角的增大而增大。（3）晴朗天空亮度与大气条件相关，混浊天空的亮度为清洁天空一倍以上甚至两倍多。（4）在观测高角一定的情况下，随着观测方位角和太阳方位角的接近，天空亮度迅速增大。天空亮度随太阳角的增大呈下降趋势，但在太阳接近地平的情况下，在太阳与观测方向的方位角间距大于100° 的位置出现拐点，即随着方位角间距的增大，观测点天空亮度出现回升。（5）当观测方向不正对太阳方向时，天空亮度随观测高度角的增大而减小，在达到一最小值之后，天空亮度又随观测高度角的增大而增大。（6）不考虑太阳的直接辐射，在太阳高角小于30° 时，在文中所述测量点北面（该方向为接近背对太阳方向）的晴朗天空亮度小于40Wm- ^2×sr- ¹；太阳高角10° 背对太阳面清洁天空的亮度为8~16Wm- ^2×sr- ¹，太阳高角20° 背对太阳面晴朗天空的亮度为10~30Wm- ^2×sr- ¹，太阳高角30° 背对太阳面晴朗天空的亮度为12~40 Wm- ^2×sr- ¹。