太阳辐射是地球表面几乎唯一的能量来源，是地气交换、水循环和碳循环的驱动力。太阳辐射能的变化制约着区域及全球的气候和天气，对人类生存环境产生重大影响。太阳能的开发利用对减缓全球气候变化和保护环境有着重要意义，是未来最具竞争力的能源之一。/p>

 

空间分布特征

 

　　参考《中华人民共和国气象行业标准(QX/T 89-2008) 》太阳总辐射等级，通过对2015年“一带一路”区域光能状况年总量的分析，可知年太阳总辐射以受纬度影响为主，地形影响为辅，呈现由东北向西南逐渐增加的趋势。各地理分区的平均年太阳辐射量统计如表5-1所示。西亚、南亚、东南亚、中国的青藏高原地区以及非洲、大洋洲的绝大部分地区太阳能资源最丰富，年太阳总辐射量高于6300 MJ/m2，非洲的埃塞俄比亚高原和东非高原、西亚的阿拉伯半岛和伊朗高原地区，包括埃塞俄比亚、坦桑尼亚、肯尼亚、沙特阿拉伯、伊朗等国，年太阳总辐射量最高可达8000 MJ/m2以上，这是由于区域内海拔较高且纬度较低所致。同纬度的青藏高原由于云量和水汽含量较大，虽然海拔较高，其年总辐射低于西亚地区，为5500-7000MJ/m2左右。

 

2015年“一带一路”陆域分区太阳能资源等级分布

 

 

　　大洋洲西部的广阔内陆由于受澳大利亚寒流以及副热带高压控制，形成了维多利亚沙漠，导致该地区常年干旱少雨，地表覆被单一，其年太阳总辐射量可达7000 MJ/m2以上。中国的四川盆地地区，常年多云多雨，年太阳总辐射量在4000MJ/m2左右。俄罗斯北部地区位于北极圈内，由于其纬度较高，常年被冰雪覆盖，年太阳总辐射可低至1000 MJ/m2以下。非洲的大部分地方位于北纬30度与南纬30度之间，且平均海拔高，太阳能资源相比较而言更为丰富，大部分区域年太阳总辐射量高于6300 MJ/m2。欧洲纬度高且受海洋性气候的影响，太阳能资源较少，且呈现由南到北逐渐减少的趋势，最南部西班牙的年太阳总辐射量在6000 MJ/m2，最北部的年太阳总辐射量低于3000 MJ/m2。

 

　　由2015年“一带一路”各区域太阳能资源等级统计图可知，非洲、西亚、南亚和大洋洲资源最丰富等级所占的面积比例都超过了一半，其中非洲南部达到90.0%，南亚达到82.0%，西亚达到了81.7%。俄罗斯资源一般等级所占的面积比例是70.1%，说明该地区太阳能资源普遍比较匮乏。东亚、中亚和东南亚的资源很丰富等级所占的比例都超过了自身面积的一半，处在太阳能资源丰富程度的第二梯队的位置。

 

 

水平及垂直地带性特征

 

　　利用DEM，把“一带一路”区域分成0-1000米、1000-2000米、2000-3000米、3000-4000米、大于4000米5类，计算不同高程段的太阳总辐射均值。“一带一路”区域内的太阳总辐射随海拔的升高变化趋势不显著，主要原因是纬度和气候对太阳总辐射的影响占主导作用，导致地表高程对太阳辐射的影响不明显，因而高纬度的高海拔地区比低纬度的低海拔所接受的太阳辐射少。就整个区域太阳辐射与地表高程关系而言，太阳总辐射在0-1000米高程范围内最低，只有接近5200MJ/m²，在1000-2000米高程范围内最高，达到5900 MJ/m²。

 

　　高程在0-1000米范围的区域，太阳总辐射等级达到资源丰富级别。高程大于1000米的区域，其太阳总辐射都大于5300MJ/m²，太阳总辐射等级达到资源很丰富级别。这说明“一带一路”区域太阳能资源丰富程度较高，有比较高的潜在开发利用价值。

 

2015年“一带一路”区域太阳总辐射均值随高程变化

 

　　将“一带一路”区域按照60°N-90°N、30°N-60°N 和30°S-60°S、30°S-30°N分为高中低纬三个地区，并利用不同DEM高程分段，计算高中低纬地区不同高程等级的太阳总辐射均值。由不同纬度带内太阳总辐射随高程变化统计图可知，各纬度带太阳总辐射主要受太阳入射角度的影响，纬度升高入射角度降低，接受的太阳辐射越少，而与地表高程没有明显关系。

 

2015年“一带一路”高、中、低纬地区太阳总辐射均值随高程变化

 

　　高纬度地区主要包括欧洲和俄罗斯北部地区，其太阳总辐射大约在2500MJ/m²左右，接受的太阳总辐射最少。太阳总辐射在0-1000米高程范围内最高，达到2730MJ/m²，在2000-3000米高程范围内最低，只有2300MJ/m²，太阳总辐射随高程变化不大。中纬度地区主要包括欧洲、中亚、东亚的大部、西亚的北部、南亚北部的小部分、澳大利亚的南部和新西兰等地区，其太阳总辐射大约在5400 MJ/m²，接受的太阳总辐射次之。太阳总辐射在0-1000米高程范围内最低，只有接近5000 MJ/m²，在大于4000米高程范围内最高，达到5800 MJ/m²。低纬度地区主要包括非洲、东南亚、澳大利亚的北部、南亚的大部、西亚的南部、东亚南部的小部分等地区，其年太阳辐射大在6200 MJ/m²左右，接受的太阳总辐射最高。太阳总辐射在1000-2000米高程范围内最高，在6900 MJ/m²左右，在3000-4000米高程范围内最低，只有5200MJ/m²。同处于中纬度区域的青藏高原、西亚、吐鲁番盆地、中亚的哈萨克斯、蒙古高原与中国的东北平原由于海拔不同，导致太阳辐射差异较大。

 

季相变化特征

 

　　利用太阳辐射产品的月累积结果，分析了“一带一路”区域太阳辐射季相变化特征。“一带一路”地区的太阳辐射呈现出明显的季相变化特征，主要受太阳直射周期变化的影响。

 

　　1月份太阳总辐射从南至北依次降低，光能资源由北向南依次增加，大洋洲和非洲南部光能资源较高，可达800 MJ/m2以上，高纬度的北极地区由于极夜现象，最低可接近于0。4月份太阳辐射从赤道向南北纬逐渐降低，南亚、红海沿岸地区等地区达700 MJ/m2以上，中国的华南地区由于受降水和云的影响处于同纬度较低值。7月份的太阳辐射在中亚、西亚的帕米尔高原、伊朗高原地区光能资源最高，达到900 MJ/m2以上，南半球的大洋洲和非洲南部正值冬季太阳辐射较低，亚洲东部和南部沿海正值雨季，由于受云和降雨影响，太阳总辐射也较低，低于600 MJ/m2。10月份北半球太阳辐射总体趋势从南至北依次降低，高纬度区域的太阳辐射较低，低纬度区域较高，非洲东南部、大洋洲光能资源最高，可达700 MJ/m2以上。

 

 

　　2015年“一带一路”不同区域的太阳辐射变化如图所示。“一带一路”地区除大洋洲、非洲南部以及东南亚部分地区位于南半球以外，欧洲、东亚、南亚、西亚、中亚、俄罗斯都位于北半球。随着时间的推移，太阳直射位置由南回归线向北回归线再向南回归线移动，所以北半球各分区太阳辐射呈现出先增加后减少的变化趋势，最小值主要出现在1或12月，最大值主要出现在6或7月份，相反南半球的大洋洲和非洲南部太阳辐射则呈现出先减少后增加的变化趋势，最大值出现在12月，最小值出现在6月。

 

　　纬度最高的俄罗斯受太阳直射位置的变化最为明显，太阳辐射在12月小于50MJ/m²，为最小值，最大值则出现在7月，接近650MJ/m²。东南亚地区纬度最低，受太阳直射位置的变化影响小，太阳辐射在450-550MJ/m²范围内变动。欧洲、东亚、中亚和西亚地区太阳辐射随时间变化较为明显，其中西亚地区在7月出现“一带一路”各区域太阳辐射的最大值，800MJ/m²，南亚地区由于纬度低且由于热带季风气候，所以太阳辐射在较大的范围内变动，且总体要高于东南亚地区，月太阳辐射极差在300 MJ/m²。东亚和南亚受季风气候影响，太阳辐射最大值出现在5或6月份。

 

2015年“一带一路”不同地理分区的太阳辐射变化

 

不同气候带的分布状况

 

　　2015年“一带一路”区域不同气候带太阳总辐射均值及空间分布状况分别如所示。冬干温暖气候、草原气候、沙漠气候、热带干湿季风气候区太阳总辐射都大于6300MJ/m²，太阳总辐射等级达到资源最丰富级别，热带雨林气候、地中海气候、热带季风气候区太阳总辐射都大于5000MJ/m²，太阳总辐射等级达到资源很丰富级别，冬干冷温气候、夏干冷温气候、常湿温暖气候区太阳能总辐射在4500 MJ/m²以上，太阳总辐射等级达到资源丰富级别，常湿冷温气候区、苔原气候、冰原气候区太阳总辐射小于3800MJ/m²，太阳总辐射等级达到资源一般级别。

 

　　沙漠气候主要分布在非洲北部的撒哈拉沙漠地区、中亚、西亚、东亚内陆以及大洋洲中西部地区，气候干早，沙漠广布，纬度低，日照时间长且光照强烈，太阳能资源最为丰富。热带雨林气候主要分布在赤道两侧南北纬10°之间，纬度低日照强烈，但常年高温多雨，云雨天气多，太阳能资源丰富度次之。“一带一路”区域的草原气候区主要分布在非洲、中亚、西亚、东亚内陆以及大洋洲中西部等半干旱地区，毗邻热带沙漠气候区，纬度较低，云雨天气少，太阳能资源亦比较丰富。常湿冷温气候区、苔原气候、冰原气候区主要分布在俄罗斯，纬度高，日照时间短，云量多，所接受的太阳辐射少，太阳能资源最为匮乏。

 

2015年“一带一路”区域不同气候带太阳总辐射均值

 

 

　　2015年“一带一路”北半球区域不同气候带内太阳辐射变化如图所示。北半球的苔原气候、冰原气候、常湿冷温气候、夏干冷温气候、冬干冷温气候、常湿温暖气候、地中海式气候、草原气候区的太阳辐射随时间变化明显，即太阳辐射先增加后减少，最大值出现在6或7月份，最小值出现在1或12月份。沙漠气候、热带雨林气候、热带季风气候、热带干湿季气候、冬干温暖气候区的太阳辐射随时间变化较平缓，最大值出现在4或5月份。

 

2015年“一带一路”北半球区域不同气候带太阳辐射变化

 

　　2015年“一带一路”南半球区域不同气候带内太阳辐射变化如图所示。常湿温暖气候、地中海式气候、沙漠气候、草原气候区的太阳辐射随时间变化明显，即太阳辐射先减少后增加，与北半球不同气候区太阳辐射变化相反，最大值出现在1或12月份，最小值出现在6月份。热带雨林气候、热带季风气候、热带干湿季气候、冬干温暖气候区的太阳辐射随时间变化较平缓。

 

2015年“一带一路”南半球区域不同气候带太阳辐射变化