天气选项
天气选项卡定义了 SunSolve 产量模拟的环境条件。 天气文件在每个时间步提供时间序列气象数据——辐照度、温度、风速,以及可选的大气参数。 SunSolve 从这些数据中推导出太阳位置、太阳光谱和大气条件,这些都输入到主要求解算法中。 选项面板控制这些量的计算方式,包括太阳位置算法、光谱模型的选择,以及大气参数的任何覆盖。
天气选项卡分为三个可折叠面板:选择、选项和图表。
选择天气文件以提供模拟的时间序列气象数据。
位置 — 按地理位置筛选可用天气文件列表。如果某个位置只有一个天气文件,则会自动选择。
天气文件 — 从所选位置的可用天气文件中选择。当选择天气文件时,SunSolve 会自动:
- 将模拟日期范围设置为天气文件的完整范围
- 检测观测时段定义(时段开始、中间或结束)
- 检测文件是否包含太阳位置数据(天顶角和方位角)
- 更新站点纬度、经度和海拔
日期范围选择器将模拟限制在天气文件时间跨度的子集内。选择器以当地法定时间显示日期。
开始和结束日期都必须在所选天气文件的范围内。
选项面板分为两组设置:太阳位置和入射光谱的确定(包括大气覆盖)。
确定每个时间步时太阳在天空中的位置如何计算。
计算方法 — 选择:
- 计算(默认)— 使用选定的算法从站点坐标和时间计算太阳位置。这将显示下面描述的其他设置。
- 从天气加载 — 直接从天气文件读取太阳天顶角和方位角。不显示其他算法选择。
设置为计算时,将出现以下子选项:
矢量 — 用于确定无大气折射太阳位置的算法。各算法详情请参阅太阳矢量模型。
折射 — 调整计算的太阳位置以考虑大气折射(光通过大气弯曲)。请参阅大气折射模型。
太阳时间 — 用于将 UTC 和法定时间转换为当地太阳时的算法。
有关太阳位置算法的完整描述,请参阅太阳位置模型。
相对于时间戳的太阳位置
Section titled “相对于时间戳的太阳位置”这些设置控制在计算太阳位置时如何解释天气文件中的观测时间戳。有关观测时段和时间偏移如何影响太阳位置计算的详细说明,请参阅时间步长。
时间戳定义 — 覆盖天气文件定义的观测时段。启用复选框以选择以下之一:
- 时段开始 — 时间戳标记测量间隔的开始。
- 时段中间 — 时间戳标记测量间隔的中点。
- 时段结束 — 时间戳标记测量间隔的结束。
- 瞬时 — 测量恰好在时间戳处适用(时段长度为零)。
未勾选时,使用天气文件元数据中的观测时段。
时间偏移 — 仅在时间戳定义设置为瞬时时可用。指定辐照度测量与报告时间戳之间的偏移(以小时为单位)。范围:−12 至 +12 小时。
入射光谱的确定
Section titled “入射光谱的确定”控制每个时间步如何确定太阳光谱。
选择计算时,下面描述的大气覆盖部分将变为可用。
大气参数覆盖
Section titled “大气参数覆盖”当光谱计算模型设置为计算时,SunSolve 使用大气参数在每个时间步确定太阳光谱。默认情况下,这些值来自天气文件,但每个参数都可以用适用于每个时间步的常数值覆盖。
每个覆盖遵循相同的模式:启用复选框以激活覆盖,然后输入值。取消勾选复选框时,使用天气文件值(如果天气文件不包含该参数,则使用默认值)。
每个参数的覆盖优先级为:
- 用户覆盖 — 在 UI 中输入的值(如果复选框已启用)
- 天气文件 — 每个时间步的天气文件值(如果存在)
- 默认 — 内置的后备值
可降水量, cm(或 mm), 1.4164 cm, 大气中的总柱水汽。如果天气文件中没有且未设置覆盖, 当相对湿度和温度可用时从中计算。
这些大气参数输入 SPECTRL2 和 Ernst 2016 光谱模型,分别计算晴空和多云光谱。 有关这些参数使用方式的详细描述,请参阅太阳光谱。
有关每种大气成分具体影响的更多详情,请参阅大气对光谱的影响。
计算模式与始终 AM1.5g 的区别
Section titled “计算模式与始终 AM1.5g 的区别”将所有大气参数保持默认值的计算模式不会产生与始终 AM1.5g 相同的光谱。有两个关键区别:
- 空气质量随太阳位置变化。 在计算模式下,光谱形状在一天和一年中随太阳天顶角变化的空气质量而变化。始终 AM1.5g 使用固定的光谱形状,按每个时间步的辐照度缩放,不考虑太阳在天空中的位置。
- 反照率不同。 AM1.5g 参考光谱(ASTM G173-03)使用 SMARTS 模型生成,采用波长相关的地面反照率(LightSoil 表面类型)。在计算模式下,SunSolve 使用 SPECTRL2,它应用单一的波长无关反照率值,默认为 20%。两种方式在大小和波长依赖性上都不同,这影响漫射光的光谱形状。
图表面板显示所选天气文件数据在选定日期范围内的时间序列图表。当天气文件选择或日期范围更改时,图表会更新。