1 安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601
2 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室，安徽 合肥 230601
近年来许多城市的臭氧（O3）污染问题日益突出。本文利用光谱辐射计MS-711对2018年7月份合肥市一处观测点的太阳辐射强度进行了连续观测，结合同时期的O3监测浓度和数值模拟结果，对太阳辐射与O3浓度的日变化关系以及O3形成机制进行了深入分析。研究结果表明，合肥夏季O3浓度峰值出现时间平均晚于太阳辐射强度峰值出现时间2~3 h，这种关联性与O3的形成机制有关。从地面往上至1 km高度的大气中，O3浓度随高度逐渐增加，夏季副高控制下对流抑制使得垂直扩散的平均效应将上层高浓度O3空气输入近地面层，使得地面O3浓度升高；而伴随降雨过程的暖湿抬升气流在近地面发生辐合起到了稀释作用，可能使得地面O3浓度下降。O3浓度的日变化是由太阳辐射直接驱动的光化学反应、干湿沉降和扩散传输等因素共同决定的。晴天O3的积累首先来自光化学过程，雨天O3浓度主要受垂直传输的影响，阴天太阳辐射主导O3增长阶段，但午后O3下降阶段则是由干湿沉降和水平通量主导的。
大气光学 太阳辐射 臭氧 数值模拟
南京航空航天大学 能源与动力学院 航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室，江苏 南京 210016
太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用，从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型，综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热，耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流，以时刻、季节、直升机朝向为变量，计算分析太阳辐射对直升机8~14 μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明：夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上，局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8~14 μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状，其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面，太阳辐射对8~14 μm波段红外辐射强度增强作用越显著，最高可达25%。以冬季为基准，秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外，其他季节的机身两侧8~14 μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性，春、秋两季两侧相差在5%左右，冬季在6.5%左右。整体上，夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8~14 μm波段红外辐射强度分布影响较小。
红外辐射特征 太阳辐射 数值计算 直升机 季节 infrared radiation characteristics solar radiation numerical calculation helicopter season 红外与激光工程
2023, 52(11): 20230146
光子学报
2021, 50(12): 1222003
刘彪 1,2,3时家明 1,2,3吕相银 1,2,3陈宗胜 1,2,3,*李志刚 1,2,3
1 国防科技大学 电子对抗学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室， 合肥230037
2 红外与低温等离子体安徽省重点实验室， 合肥30037
3 先进激光技术安徽省实验室， 合肥2007
为了研究实际应用场景下光子晶体薄膜的红外隐身效果，选择具有中、远红外隐身性能的光子晶体薄膜和低发射率薄膜，以某吉普车的引擎舱为研究对象，分析了贴附薄膜后目标的自身辐射和反射环境的辐射对隐身效果的影响。设计并制备了一种具有中、远红外隐身效果的光子晶体薄膜，分别于白天和晚上在室外进行实验，测试了光子晶体薄膜以及低发射率薄膜对引擎舱隐身效果的影响。研究结果表明，太阳辐射对光子晶体薄膜中、远红外隐身效果影响较小，且光子晶体薄膜能够更好地实现目标与背景融合，综合来看光子晶体在中、远红外隐身效果优于低发射率薄膜。
光子晶体 薄膜 红外辐射 红外隐身 辐射温度 反射率 太阳辐射 Photonic crystal Film Infrared radiation Infrared stealth Apparent temperature Reflectance Sun radiation
1 中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室, 四川 绵阳 621000
2 南京航空航天大学航空学院, 江苏 南京 210016
针对特定机型座舱热载荷实验,提出太阳辐射模拟器光学系统的设计方法,并在此基础上研制出一套太阳辐射模拟器。设计了单只太阳辐射灯,完成了空间灯阵设计。采用提出的预调节方法,获得了合理的单灯安装位置。根据设计方案完成了光学系统的加工和安装,并对其开展了性能测试。结果表明:辐照度分布计算误差为12.0%,证明提出的预调节方法可行;根据预调节方法得到的座舱透明件表面热效应,与设计热效应偏差为-3.1%,说明达到了目标辐照环境;光学系统辐照不稳定度为±0.52%,具有较好的稳定性。研究结果对太阳辐射模拟器的设计具有参考价值。
光学设计 太阳辐射 氙灯 辐照强度 热载荷
地球静止轨道微波辐射计利用大气吸收频段对温湿度廓线探测，辐射计在轨采用冷空作为低温定标源。当反射器指向冷空获取宇宙背景辐射亮温时，太阳或其他星体会进入冷空观测视场，由于其亮温远远高于冷空辐射亮温 2.73 K，一旦进入会严重影响冷空观测值。为充分有效利用辐射计观测数据，本文主要分析最大影响源太阳对冷空观测亮温的影响，初步给出一种静止轨道微波辐射计冷定标方案，使冷空观测亮温与背景标准值的最大偏差降低至 0.04 K，同时也分析了月球和卫星本体等因素对冷空观测亮温的影响。
地球静止轨道 微波辐射计 冷定标 太阳辐射 geostationary orbit microwave radiometer cold calibration solar radiation 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(1): 110
为提高红外高光谱目标特性仿真的逼真度, 提出了一种辐射影响计算模型, 用于计算目标周围的建筑物对目标的最终辐射特性的影响。建立了一个虚拟实验场景, 设定场景的大气环境为1976年的美国标准大气。在建立的虚拟场景上在中波红外3.0~5.0 μm范围内以0.01 μm为步长对目标所受的辐射影响进行了仿真计算, 并将辐射影响与太阳辐射、目标自身辐射进行了比较。实验结果显示在中波红外的某些波段范围内, 相邻建筑单位面积的辐射影响亮度要高于太阳辐射亮度和目标自身辐射亮度。这表明在图像立方体的某些图像中, 辐射影响是成像的最主要的辐射源, 证明了多光谱/高光谱仿真情况下该模型的必要性和重要性。通过对仿真结果的分析, 确定了建筑表面温度、大气透过率和有效辐射面积是辐射影响因素中的三个关键因素。
辐射影响 大气透过率 反射率 反射的太阳辐射 radiation influence atmosphere transmittance reflectance reflected solar radiation 红外与激光工程
2018, 47(3): 0304003
1 东北石油大学，黑龙江 大庆 163318
2 大庆石化公司信息技术中心，黑龙江 大庆 163318
发射率是影响管道表面散热损失一个重要物理量，其测量过程受环境影响较大，其中，太阳辐射是影响发射率测量结果的一个重要因素。本文从红外热像仪测温原理着手，根据表面辐射传输原理给出了管道表面发射率与辐射能量之间的关系，修正了测量管道表面发射率的方法，通过实验研究了太阳辐射对管道表面发射率测量的影响。结果表明太阳辐射对管道表面发射率测量影响较大，其测量偏差超过25%。
管道表面 发射率 红外热像仪 太阳辐射 pipeline surface emissivity infrared thermal imager solar radiation
1 中国海洋大学, 物理海洋教育部重点实验室, 山东 青岛 266100
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 遥感科学国家重点实验室, 国家环境保护卫星遥感重点实验室, 北京 100101
3 中国航空综合技术研究所, 北京 100028
4 中国资源卫星应用中心, 北京 100094
临近空间（20~50 km）航空活动是全世界航空大国竞相研究的热点。 太阳辐射环境研究是开展该高度层航空活动的必要前提, 然而临近空间辐射观测资料空白对其开发利用造成了障碍。 臭氧是影响高空辐射环境的关键因子, 基于欧洲中尺度预报中心再分析资料对中国区临近空间臭氧的空间分布、 季节变化特征进行了分析, 发现其时空分布及演变具备区域性特点, 同时根据平流层大气数据及地表特征等将中国临近空间划分为5个区域, 确定不同区域关键参数值, 利用SBDART辐射传输模型对临近空间全波段太阳辐射及紫外辐射分别进行模拟。 模拟结果显示受纬度、 臭氧总量、 垂直分布等影响, 辐射值变化规律较为复杂。 全波段太阳辐射年均和逐月值随纬度降低而增大, 年较差则相反; 大气的吸收作用与纬度、 海陆差异有关, 表现出不同的强度和季节变化特征; 在紫外波段, 南海上空辐射最强, 年较差小, 月较差很小且夏强冬弱, 其他区域辐射值夏强冬弱, 月较差呈双峰特征, 春秋强, 冬夏弱; 大气的吸收作用受多因子影响, 除南海外, 各区域夏季辐射垂向差异更大; 大气吸收引起的月较差垂向变化均表现为6、 7月高低空月振幅一致, 其它月份辐射值在高层月较差更大。
临近空间 太阳辐射 紫外辐射 Near space Solar radiation Ultraviolet radiation SBDART SBDART
