理想月球表面有效太阳辐照度

摘要

太阳辐射是月球表层月壤的外部热源,控制着月表温度的昼夜变化,是研究月表温度分布的关键因素.太阳辐射强度通常用辐照度表征,目前对月表辐照度变化规律的研究鲜有报道.大部分学者将月表总太阳辐照度视为常量,不考虑它随时间的变化,其实质就是忽略日月距离随时间的变化.此外,太阳辐射入射角也只简单地认为它按照某种余弦规律变化.已有的研究表明,太阳常数(1 AU处的太阳辐照度)在1363.0～1368.0 W·m-2的大致范围内变动(http://www.ngdc.noaa.gov/stp/ SOLAR/ftpsolarirradiance.html).考虑日地月轨道系统在近日点和远日点的极限情况,月表总太阳辐照度的变化范围在1311.3～1423.1 W·m-2之间,其变化幅度超过100 W·m-2,这将会引起有效太阳辐照度的较大误差.此外,月表太阳辐射入射角的变化并不是严格按照余弦规律变化.为了更清楚准确地描述月表太阳辐射,本文通过分析太阳和月球在地心黄道坐标系中的位置关系,确定日月距离以及太阳辐射入射角随时间、太阳直射经纬度等的变化关系,建立了如下月表有效太阳辐照度的实时模型。