일사 Radiation

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일사(Solar radiation)의 개요 

복사: 물체로부터 방출되는 전자기파의 총칭으로 적외선, 가시광선, 자외선, X선 등이며, 절대온도가 0이 아닌 모든 물체는 복사에너지를 흡수하고, 그 물체 스스로 복사에너지를 전자기파의 형태로 방출한다.

- 태양복사(단파복사) : 태양으로부터 복사되는 전자파의 총칭으로 일사라고 한다. 파장범위(0.3 ~ 4㎛)

- 지구복사(장파복사) : 지구표면으로부터 복사되는 전체 적외복사를 말한다. 파장범위(4㎛ ~ )

일사 : 태양복사(단파복사)를 말하며, 태양상수는 1.96㎈/㎠·min이나, 지표에 도달할 때까지 일사의 감쇠요인 등으로 실제적인 지표 도달 복사는 1.4 ~ 1.5 ㎈/㎠·min이다.

- 일사의 감쇄요인

* 오존, 수증기, 이산화탄소, 산소기체 등에 의한 흡수 

* 공기분자, 먼지 등에 의한 흡수·산란

* 큰 알갱이의 물방울과 부유먼지에 의하여 흡수·산란

* 구름에 의한 반사 : 두꺼운 구름인 경우 70 ~ 80% 반사^[각주:1]

일사의 분류

^[각주:2]

전천일사(global solar radiation) 

직달일사와 산란일사를 포함한 일사량. 수평면일사라고도 한다. 

직달일사(direct solar radiation)  

대기에 산란, 흡수,감퇴되지 않고,지표면까지 수직으로 도달되는 일사.

산란일사(scattered radiation) 

태양으로부터 구름, 먼지 등에 산란되어 지표에 도달하는 복사광선, 입사각도 다름

전천일사 측정시 수광부에 쬐이는 직사광선을 차광장치로 가려서 측정한다.

* 구름이 없을 경우 전천일사량의 1/10보다 적다

반사일사(Reflected radiation)

전천일사계를 지상 1~2m 높이에 태양광에 대해 반대 방향(지면쪽)을 향하도록 설치하여 측정한다.

일사계의 종류

- 직달일사계(pyrheliometer)

* 열전퇴일사계(thermopile pyrheliometer)

· Angstrom직달일사계

· Eppley직달일사계

* 은반일사계(silver-disk pyrheliometer)

- 전천일사계(pyranometer)

* 열전퇴 전천일사계(thermopile pyranometer)

· Eppley 전천일사계

· Moll-Gorczinski 전천일사계

* 바이메탈 전천일사계(Robitzsch일사계) 

일조(Sunshine)의 개요^[각주:3] 

일조시간이라 함은 태양광선이 구름이나 안개 등에 차단되지 않고 지표면을 비친 시간을 말한다. 

만약 지평선까지 장애물이 없는 지방에서 종일 구름이나 안개 등으로 일광의 장애가 없었다면 이 지방의 일조시간은 태양이 동쪽 지평선에 나타나면서부터 서쪽 지평선으로 사라질 때까지의 시간 즉, 가조시수와 거의 일치하게 된다. 

그러나, 대부분 지형적인 영향(위도에 따라 지평선을 기선으로 일출, 일몰을 결정함)등으로 가조시수와 일조시간은 일치하지 않는다. 

가조시간 산출공식

sin (1/2)t =[sin{45 °+((φ+σ+γ)/2)} sin{45 °-((φ-σ-γ)/2)}/cosφcosσ]1/2 

t:일출로부터 일남중 시각까지 또는 일남중 시각으로부터 일몰시각까지의 시간을 각도로 표시한 것

φ:위도, σ:태양의 적위(赤緯), γ:지평굴절도로서 34분이다.

위 식에서 구한 값을 2배(주간의 시간수를 표시하는 각도)하고 15로 제(위도 15도가 1시간에 해당)한 것이 가조시수이다. 

일조시간은 소수1위까지 시간의 백분율로 표시하며, 일조시간을 가조시수로 나눈 것을 일조율이라고 한다. 일조율은 백분율로 표시하고 소수1위까지 산출한다. 

현재 가장 많이 쓰이며 비교적 정확도가 높은 일조계로 세가지 유형이 있다. 즉, 태양열을 직접적으로 이용하는 것(Cambell-Stokes일조계), 태양 빛의 감광지에 대한 감광작용을 이용한 것 (Jordan일조계), 일사량을 관측하여 일조시간을 환산하는 것(회전식 일사계)이 있으며, 이 중 회전식 일조계는 일조관측의 정확도가 다른 일조계보다 높지만 경제적인 부담으로 널리 보급되어 있지 않다. 

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2013. 10. 03 작성

1. http://www.kemco.or.kr/iecenter/community/blog_board_view.asp?page=1&nRowPerPage=10&svc_1=424&svc_2=1695&svc_3=&svc_4=&svc_5=&svc_6=&svc_7=&svc_8=&svc_9=&svc_10=&svc_11=&svc_12=&svc_13=&svc_14=&svc_15=&svc_16=&svc_17=&svc_18=&page22=1&BILLB_ID=19934 [본문으로]
2. http://www.kocw.net/home/common/contents/document/region/2010/08/01/08_01_06_green02.pdf [본문으로]
3. http://www.kemco.or.kr/iecenter/community/blog_board_view.asp?page=1&nRowPerPage=10&svc_1=424&svc_2=1695&svc_3=&svc_4=&svc_5=&svc_6=&svc_7=&svc_8=&svc_9=&svc_10=&svc_11=&svc_12=&svc_13=&svc_14=&svc_15=&svc_16=&svc_17=&svc_18=&page22=1&BILLB_ID=19933 [본문으로]