西藏大学太阳紫外线实验室, 西藏 拉萨 ８５００００
利用国际标准RAMSES光谱仪和CMP11型太阳总辐射仪, 在2019年至2020年期间对中国北纬30°区域8个城市(西藏阿里、 日喀则、 拉萨、 林芝、 成都、 武汉、 杭州、 上海)进行了地面太阳辐射的观测研究。 观测结果表明在中国北纬30°区域, 西藏总体太阳光谱不仅强度上远远高于低海拔的内地城市, 而且光谱曲线在形态特征上比低海拔更光滑, 吸收弱。 观测期间西藏最大地面单色太阳光谱强度可达2 018.48 mW·(m2·nm)-1(阿里, 2020年6月21日), 同纬度其他内地城市最大地面单色太阳光谱强度仅为756.22 mW·(m2·nm)-1(成都, 2019年11月03日); 西藏地面太阳光谱中所含紫外光谱(280～400 nm)比内地低海拔高出约1.5倍以上, 强烈的紫外线对西藏生态和人体健康产生相应影响; 观测期间发现拉萨地面太阳光谱强度约为成都的1.5～1.7倍; 阿里地面太阳光谱强度比上海高出约0.2倍。 观测结果为北纬30°区域太阳能资源的利用和生态环境等研究提供实地太阳光谱数据; 对2020年夏至发生的日食现象进行了太阳光谱的同步观测研究, 发现日食期间拉萨、 阿里辐射能量损失均超过95%。 分析了云、 气溶胶等大气因子对太阳光谱、 太阳总辐射的影响。 研究表明西藏阿里等地夏季太阳总辐射值频频超过太阳常数。
西藏 北纬30°N 太阳光谱 观测 日食 Tibet 30°N latitude Solar spectra Observation Solar eclipse 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1881
西藏大学太阳紫外线实验室, 西藏 拉萨 850000
日食现象会对地球太阳辐射、 大气气象以及人类活动等造成相应的影响。 2020年6月21日(夏至)在西藏发生了一次日食现象, 西藏阿里日环食最大食分达到了0.995, 拉萨地区日偏食食分也高达0.953。 两地日食均发生在当地正午前后。 本研究利用罕见的日食出现机会, 对西藏阿里和拉萨日食过程中的太阳光谱、 太阳总辐射和太阳紫外线变化特征进行了同步观测研究。 观测表明阿里日环食在当地正午(北京时间14:41分)前后持续了约3小时27分钟; 拉萨日食出现时间比阿里滞后约26 min, 持续时间比阿里短3分28秒。 实地观测表明在日食期间, 阿里光谱观测中最强单色(476.6 nm)光峰值从初亏(13:01分)时刻的1 669.234 mW·m-2·nm-1陡然衰减到食甚(14:44分)时刻的61.936 mW·m-2·nm-1, 损失约96.0%; 相应时刻太阳总辐射强度从1 221.217 W·m-2衰减到56.086 W·m-2, 也损失约95.4%。 拉萨日食期间最强单色(476.6 nm)光峰值从初亏(13:27分)时刻的1 563.876 mW·m-2·nm-1亏损到食甚(15:13分)时刻的26.391 mW·m-2·nm-1, 亏损约98.3%; 相应时刻太阳总辐射强度从1 605.663 W·m-2衰减到28.169 W·m-2, 也亏损约98.2%。 观测研究发现拉萨太阳紫外线B剂量率从初亏的60.8 W·m-2减弱到食甚的0.9 W·m-2值, 减弱了98.5%。 该次日食对西藏地面各种太阳辐射强度造成95%以上能量损失。
西藏 日食 太阳光谱 总辐射 紫外线B Tibet Solar eclipse Solar spectrum Global solar irradiance UVB 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3892
西藏大学太阳紫外线实验室, 西藏 拉萨 850012
过量的太阳紫外线会造成人体皮肤红斑现象,甚至可引起皮肤癌症。利用国际通用的太阳紫外线观测仪和光谱仪,在2014年1月至2018年12月期间对西藏珠峰地区(定日)、拉萨和林芝的晴天太阳红斑紫外线和紫外线光谱进行了实地观测研究。观测了拉萨春分点附近、秋分点附近、冬至和夏至的正午太阳紫外线光谱特征,发现波长小于300 nm的太阳紫外线几乎全部被大气层吸收,不会到达西藏地面。通过分析西藏晴天太阳红斑紫外线的剂量,发现只有紫外线B能引起人体皮肤红斑现象。实地观测数据表明,西藏晴天太阳红斑紫外线的剂量率随当日时间的变化呈典型的抛物线状,并且由于太阳高度角的增加,晴天太阳红斑紫外线的最大剂量率平均出现时间为当地正午前后约10 min。在理论上,从冬至起西藏晴天太阳红斑紫外线强度逐日升高,夏至或夏至附近达到最高值,但是由于西藏夏季晴天少,西藏晴天太阳红斑紫外线强度峰值实际上出现在3月底。研究发现,在冬至到夏至变化区间,珠峰地区(定日)、拉萨和林芝的晴天太阳红斑紫外线当日最大剂量率分别为113.40~343.10 mW·m -2, 85.26~344.2 mW·m -2和62.78~197.10 mW·m -2,而最大日总剂量分别为7181.00 J·m -2,7623.00 J· m -2和3994.00 J·m -2,这说明拉萨和珠峰地区(定日)的太阳紫外线使人体极易出现皮肤红斑现象。
探测器 紫外线 太阳红斑紫外线 西藏 晴天 观测 光学学报
2020, 40(19): 1904002
西藏大学太阳紫外线实验室, 西藏 拉萨 850000
地面太阳光谱记录了太阳光经历大气层的烙印与信息, 为大气环境、 生态保护等研究提供实地依据。 西藏高原空气稀薄, 地面太阳辐射超强, 观测西藏地面太阳光谱为太阳能利用提供实地数据。 文章较系统地报道了西藏地面太阳光谱的实地观测结果, 为相关高原科学研究提供高精度数据。 利用RAMSES光谱仪、 CMP6太阳总辐射仪和NILU-UV太阳紫外辐射仪对西藏不同地区、 不同季节太阳光谱、 太阳总辐射和太阳紫外线进行了全方位的实地观测研究。 观测研究了高海拔的西藏拉萨和那曲以及低海拔的北京和成都的光谱特征; 研究了拉萨二分二至当地正午（北京时间13:55时）太阳光谱观测结果; 对西藏地面光谱与AM1.5和AM0标准光谱进行了对比研究。 观测研究了西藏拉萨和那曲太阳总辐射、 太阳紫外线强度特征。 研究发现拉萨夏季可见和红外区光谱光强度甚至超过AM0光谱相应波长的强度, 即: 拉萨地面可见光和红外光强度偶尔超过大气层顶部的相应波长光强, 是由部分云的反射增量所致; 拉萨光谱谱峰出现在波长476.6 nm左右, 在2017年的夏至观测到的最大值为2.331 W·m-2·nm-1。 然而, 对太阳紫外线（280～400 nm）光谱的观测发现地面太阳紫外区的光谱强度总是明显低于AM0光谱相应区光强, 表明短波的紫外光被大气臭氧有效吸收。 虽然拉萨海拔3 680 m, 但通过对拉萨当地正午太阳紫外光谱分析发现拉萨地面波长小于300 nm的太阳紫外光谱强度几乎为零, 表明波长小于300 nm的太阳紫外线被大气层吸收, 没有到达地面。 同时, 研究了西藏高海拔太阳光谱与北京、 成都低海拔太阳光谱特征, 揭示了各地大气成分、 含量等诸多信息。 报道了2010年7月—2013年12月期间西藏太阳总辐射的观测结果; 结果显示拉萨当日太阳总辐射最大值中约18%超过了太阳常数（1 367 W·m-2）。 观测发现拉萨太阳总辐射瞬时最大值达到了1 756.09 W·m-2（2011年6月24日）。 报道了2008年7月—2013年12月期间西藏太阳紫外线的观测结果; 结果显示拉萨和那曲UVA日最大值平均值约为67 W·m-2, UVB日最大值平均值约为5.1 W·m-2; 拉萨和那曲当日太阳紫外线A和紫外线B最大值变化趋势保持了很好的一致性, 在5年多的观测期间紫外线强度没有出现明显的增强或减弱趋势。
西藏 太阳光谱 太阳总辐射 太阳紫外辐射 Tibet Solar spectrum Global irradiance Solar UV irradiance 光谱学与光谱分析
2019, 39(6): 1683
西藏大学太阳紫外线实验室,西藏 拉萨 850000
利用NILU-UV紫外辐射探测仪,在2015年1月至2016年12月期间,对西藏拉萨太阳紫外辐射及其影响因子(云、臭氧等)进行观测。结果显示,观测期间紫外辐射 平均日剂量为1.24 MJ·m-2·d-1,其中夏季最高,为1.57 MJ·m-2·d-1,冬季最低,为0.87 MJ·m-2·d-1。 拉萨当地正午时分(05:25～06:25 UTC)平均紫外线指数为8.34,夏季平均值达到11.53,冬季为5.02。紫外线指数瞬时最大值为20.78,紫外辐射日剂量 最大值为2.58 MJ·m-2,两者均出现在2016年8月。夏季拉萨云况变化复杂,出现云增强地面紫外辐射的现象。观测期间拉萨当地正午小时平均 臭氧柱总量为264.2 DU,臭氧含量变化幅度不大。
太阳紫外辐射 拉萨 紫外线指数 臭氧 solar UV radiation Lhasa UV index ozone
