一、太阳辐射和日照

(一)太阳辐射和热量平衡

每年到达广东地面的太阳总辐射量,大部分地区在4400—5000兆焦耳每平方米之间。受太阳高度、大气透明度、云量、海拔高度等因子的影响,在全省范围内这些因子不仅地区差异较大,而且有些因子随时间的变化也相当明显。广东省太阳总辐射量有明显的地区差异和时间变化。全省年太阳总辐射的地区分布趋势大致是海南岛多于大陆地区,沿海多于内陆,平原又多于山区,大陆的东部多于西部。海南岛年太阳总辐射量在4400—5700兆焦耳每平方米之间,大陆年太阳总辐射量在4200—5400兆焦耳每平方米之间。其中,大陆以珠江口以东的沿海地区较多,宝安太阳辐射年总量为5400兆焦耳每平方米,为大陆最多。粤北山区最少,连山太阳辐射年总量只有4140兆焦耳每平方米,为全省最少。汕头市、惠州市中南部地区大于5000兆焦耳每平方米,肇庆市、清远市、韶关市西北部少于4400兆焦耳每平方米,为全省的低值区。海南岛西部东方县年太阳总辐射达5740兆焦耳每平方米,为全岛最高。中部五指山区最少,琼中太阳辐射年总量仅有4420兆焦耳每平方米,为全岛低值中心。向外围递增,岛西部及南部沿海的年太阳总辐射量又大于东部及北部沿海;西沙群岛年总辐射量达6280兆焦耳每平方米,为全省最高。

全省各地月最大总辐射除海南岛西部出现在5月份之外,其余地区均出现在7月份。回归线以北的地区,每年只有最高峰,回归线以南地区除7月份的最高峰之外,5月份还有一个次高峰;总辐射月最小值全省一致出现于2月份。韶关2月份总辐射到达量只有221兆焦耳每平方米,为全省同期最小。

图4-1广东省年太阳总辐射(▇兆焦耳每平方米)分布图

全省各地总辐射均以夏季(6—8月)最多,冬季(12—2月)最少,春季(3—5月)和秋季(9—11月)介于冬季和夏季之间。大陆秋季多于春季,海南岛相反,是春季多于秋季。

总辐射由直接辐射和散射辐射组成。广东省直接辐射的地区分布趋势与总辐射大致相同,总辐射大的地区,直接辐射一般都较大;散射辐射年总量的地区分布趋势与直接辐射的分布趋势相反。广东省直接辐射和散射辐射的年变化趋势各地不同。大陆直接辐射上半年小,下半年大,大陆东部沿海地区7月份最大,汕头7月份直接辐射达360兆焦耳每平方米,2月份最小,只有146兆焦耳每平方米;大陆中部最大是10月份,广州10月份直接辐射238兆焦耳每平方米,最小2月,只有80兆焦耳每平方米。海南岛直接辐射年内有两个峰,海口主峰在7月,直接辐射368兆焦耳每平方米,次峰在5月,直接辐射347兆焦耳每平方米,最小是2月,直接辐射108兆焦耳每平方米。散射辐射是上半年大,春夏季大。广州最大是6月,散射辐射260兆焦耳每平方米,秋冬季小,最小是1月,散射辐射150兆焦耳每平方米;全年直接辐射比散射辐射少460兆焦耳每平方米。汕头直接辐射比散射辐射多39.7兆焦耳每平方米,海口直接辐射比散射辐射多196兆焦耳每平方米。

广东省各地逐月太阳总辐射量表表4-1

地面吸入辐射与支出辐射之差值称地面辐射平衡。广东各地地面反射率差异不大,平均约0.17—0.23;而地面年有效辐射约150—190兆焦耳每平方米,大陆东部汕头、梅州市最大,西南部湛江、阳江最小,湛江为160兆焦耳每平方米,海南岛年地面有效辐射在150—180兆焦耳每平方米之间。西南部较大 ,东北部较小。全省有效辐射均是冬季较大,夏季较小,尤以6月上中旬最小。有效辐射起着降低地面温度的作用,冬季全省降温作用都比较明显。

地面辐射平衡取决于总辐射到达量和有效辐射的支出。广东省地面辐射平衡分布趋势与总辐射大致相似,大陆地区在1700—2600兆焦耳每平方米之间,东部大于西部,宝安县最大达2638兆焦耳每平方米,高要县最小为1767兆焦耳每平方米。海南岛地面辐射平衡是沿海地带高于中部山区、西南部沿海大于东北部,东方县最大达2943兆焦耳每平方米,琼中县最小只有1968兆焦耳每平方米。地面辐射平衡月际变化,大陆以7月份最大,为290—370兆焦耳每平方米,12月份最小,约40—80兆焦耳每平方米,海南岛年内有两个高峰,主峰在7月份,次峰出现于5月,与总辐射的变化一致。全省4、5月份是地面辐射平衡明显增加的时段,9、10月份是急剧下降的时段,它与气温的升降趋势一致。

地面热量平衡是地面辐射平衡及其转换成其他形式能量消耗或补偿的关系。一般是以潜热形式消耗于水分蒸发过程,以显热形式消耗于乱流热量交换过程和通过土壤向地面深层传导。广东省年降水量充沛,地表湿润状况良好,绝大部分地区,年干燥度小于1,属湿润气候区。水分充足,蒸发耗热主要取决于地面辐射平衡的大小,是地面热量平衡各分量中消耗能量最大的一个分量。大陆地区年蒸发耗热量为1420—2130兆焦耳每平方米,占辐射平衡的70%—80%。大陆南部及海南岛(西南部除外),年蒸发耗热量1460—2260兆焦耳每平方米,占辐射平衡80%以上。全省最大的蒸发耗热量出现在海南岛东南部沿海地区,超过2500兆焦耳每平方米。岛西部水分与热量条件不相适应,辐射平衡值虽大,但降水量少、地面干燥、蒸发耗热量为全岛最小。乱流交换量的大小与下垫面湿润状况及地表热力性质有关,地表愈潮湿,乱流热交换量越小,反之亦然。广东省年乱流热交换量大陆地区为300—550兆焦耳每平方米之间,占辐射平衡的1/5左右。其分布规律是东部大于西部,沿海地区大于内陆,海南岛除中部山区之外其他地方均在420兆焦耳每平方米以上,西部东方县更高达840兆焦耳每平方米以上。

图4-2广东省年日照时数分布图

全省蒸发耗热和乱流热交换的年变化都与辐射平衡年变化趋势一致。夏季大、冬季小,秋季大于春季。土壤热交换量一般很小,全省各地多在正负0.8兆焦耳每平方米左右,最大也不超过正负4兆焦耳每平方米。热季(2—8月)为正值,热量向下传导,冷季(9—2月)为负值,热量向地面传导,在全年平均上,上下传导互相抵消,年平均土壤热交换量等于零。

(二)日照

广东省年可照时数在4416—4422小时之间,南北差异较小。实照时数各地差异较大,在1500—2600小时之间。其分布规律是南多北少,海南岛多于大陆地区,大陆东南部沿海多于西北部山区,大陆年日照时数等值线呈东北西南走向。饶平—丰顺—海丰—台山—阳江—海康一线以南,年日照时数2000小时以上,其中珠江口以东的沿海地区年日照时数2100小时以上,南澳岛达2324小时,为大陆最多;平远—龙川—从化—德庆一线以南1800小时以上,大陆西北部广大地区1500—1800小时之间。连山县日照时数最少,不足1500小时,山区1400小时以下;海南岛除中部五指山区在2000小时以下之外,其余地区多在2100—2600小时之间,岛西部东方县达2621小时,为全岛最多。西沙永兴岛更达2891.7小时,为全省最多。

一年之内,日照时数季节分配也不均匀,全省均以夏季最多,大陆地区春季最小,海南岛和雷州半岛冬季日照最少。月最大值除海南岛西南部几个县出现在5月份之外,其余各地均出现在7月份,平均每天日照7—7.5小时。月最小值除大陆中部和西部出现在3月份,其余地区出现在2月份,平均每天日照2.5小时。

实照时数与可照时数之比的百分数,称日照百分率。广东省各地年日照百分率多在45%—50%之间,其地理分布与实照时数的分布趋势基本一致,即由东南向西北递减。凡实照时数多的地区,日照百分率也大,反之亦然。大陆年日照百分率东南沿海大于西北山区,东部大于同纬度的西部,东部沿海南澳岛53%,西北山区乐昌县34%,为全省最小。海南岛由沿海向内陆递减,五指山区只有40%—45%,岛西南部55%以上,莺歌海至东方县一带达60%,为全岛最大。西沙永兴岛65%,为全省最大。

一年之内,大陆地区夏秋日照百分率较大,大部分地区在50%—60%之间,月最大值出现在7月份。冬春日照百分率较小,大部分地区在20%—30%之间,月最小值出现在2—3月份,大部分地区只有20%—25%。海南岛冬季日照百分率较小,最小是2月份。夏季较大,最大是7月份。西沙7月份日照百分率68%,为全省最大。

 
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