漫谈淇县与太阳(中)

郑厚德

           六、淇县的曙光和暮光

    淇县的早晨，太阳没出地平线以前，天空已经开始明亮起来，傍晚太阳已落西山，而余辉仍然末尽，有时朝霞似火，有时晚霞满天，淇县山河被 点得绚丽多彩。在日出前和日落后的两段时间里，天空散射到地面的光称为曙光和暮光，曙暮光持续时间长短，与季节和地理位置有关，在淇县一般为25---30分钟。具体如下表：

淇县主要节气曙光和暮光持续时间

N=35.6°       E=114.2°

注1：起止时间为北京时间(时:分)

注2：曙光始是天渐明，曙光终是日出。

注3：暮光始是日落，暮光终是天黑了。

    上表是根据太阳在地平线以下0--6 度计算的。持续时间低纬度地区变化很小，纬度愈高变化愈大，在北纬61 度以上，夏至前后曙光和暮光可以接连起来，形成白夜，夜里天也不黑，根据上表，可以知道淇县主要节气日天明天黑时刻，制定作息时间在没有照明条件的野外工作中，趁早赶晚进行作业，又可以作为开启和关闭路灯时间的依据，如果利用光敏开关控制大街小巷的路灯，天黑开天明关就更省电了。
    天明到日出和日落到天黑，曙光和暮光的光照强度有一个变化过程。太阳在地平线以下4度时，在室外还可以看书写字，到地平线以下6°度时，就不能辩认字迹了。有云或无云对光照强度影响很大，在淇县，按我们眼睛感觉到的光亮强度，阴天要比晴天天明晚8---10分种，天黑又早8---10分种。

          七、淇县昼夜长短变化

    夏天昼长，冬天夜长，人皆所知，夏至天最长，冬至天最短，众皆所晓。淇县有句语“吃过冬至饭，一天长一线”。这“一线”究竟是多长时间？县志上没有记载，以前也没有精确的计算。
    昼夜长短随着地理位置和季节而变化，上面我们研究了淇县的日照时间和曙暮光持续时间，计算昼夜长短就方便多了。
             昼长=曙光时间+可照时间+暮光时间
            夜长=24小时-昼长

淇县主要节气昼夜长短变化（时：分）

N=35.6°       E=114.2°

    从上表可以看出，淇县夏至昼最长夜最短，白天比晚上长7个小时10分种，冬至昼最短夜最长，黑夜比白天长2小时40分。半年之内昼夜长短变化值约4小时55分，平均每月49分种，每天97秒种。这样“一天长一线”中的“一线”，就有了时间长短数量了，冬至到夏至，每天约长1.6分种，妇女做被子的话，可以多缝一根引线，这就是“一线”的来历，它和“一顿饭功夫”、“一袋烟功夫”等 一样，成为人民群众估计时间的单位。不过，半年之内变化并不一致，靠近春分、秋分变化大一些，靠近夏至，冬至变化得小一些。

          八、淇县的太阳辐射与光合有效辐射

    太阳光以辐射的形式向地球传输能量，其光谱包括紫外线，可见光和红外线三大部分，紫外线大部分被大气顶端的臭氧层吸收,可见光中有红、橙、黄、绿、青、兰、紫七个单色光，综合在一起就是我们看到的白色日光，它包含着47%的能量，另外46%的能量包括在红外线范围内。太阳光要穿过厚厚的大气层才能到达地面，高度角大小不同，穿过大气的路程长短不一，各种光的相对比例也不同。
    在某一时间内所获得的太阳辐射量的总和，称为太阳辐射总量，因为淇县没有太阳辐射观测站，无法直接测定每日、每月、每年的太阳辐射总量，只能根据气象有关言方面的研究成果间接求得。据淇县气象站郭合泉同志计算，从1965年到1981年十七年平均。淇县每年每平方厘米地面上太阳辐射总量为109.2千卡，也就是说每亩地面上每年728 *10⁶ 的六次方千卡，相当于104吨标准煤全部燃烧放出的能量，全国每年太阳辐射总量相当9063.6万吨标准煤，比几颗原子弹，氢弹爆炸放出的能量还要大得多，若能利用千分之一，淇县能源紧缺的状况将会大大改观。

淇县各月太阳辐射总量（千卡/㎡）

N=35.6°       E=114.2°

    若按季节划分，春季占29.5%，夏季占33.1%。秋季15.8%。由于淇县日照百分率稍低，在豫北是低值区，太阳辐射总量没有 濮阳、安阳、郑州高，但利用太阳能发电、做饭、热水、取暖、育苗、烘干、供水等，仍有广阔的前境。
    在太阳辐射的光中，并非全部可以被农作物所利用，农作物在光合作用中只能利用0.38-0.71微米波长的可见光。通常把这部分光称为光合有效辐射，一般占太阳辐射总量的48 -52%，我们取值49%计算出淇县合光有效辐射量如下表：

淇县各月光合有效辐射（千卡/m² ）

N=35.6°       E=114.2°

    其中有87.4%的光合有效辐射在气温大于0 C 时的作物生长季节，有71.2%的光合有效辐射总量为31.2千卡/m² ，占全年的58.4%，在夏玉米生长季节里不光合有效辐射总量为22.3千卡/m²，占全年的41.6%。

          九、淇县光能利用率与光能生产潜力

     农作物进行光合作用，将太阳能转化为生物化学能，它的最高可能产量，取决于接受太阳能的多少及光能利用率的高低。太阳能的多少就是太阳光合有效辐射量的大小，光能利用率就是贮藏到生物有机体内的能量占太阳辐射总量的之百分比，据淇县气象站郭合泉同志根据有关公式。假设其他条件和措施都处于最佳状况下，算出了淇县光能利用率和光能生产潜力（即经济产量）如下：     

光能利用率（%）和经济产量（斤/亩）

N=35.6°      E=114.2°

    从上表可以看出，元月、2月和12月三个月，因气温低，一般情况下光能不能利用转化成产量，5、6、7、8四个月光能利用率可达10%，4、9、10三个月居中，3月和11月偏低。
    淇县全年粮食亩产理论上限值可以达到3918斤/亩，最高光能利用率可达6.7%，其中小麦亩产上限可达1614斤，最高光能利用率可达4.7%，夏玉米亩产上限值可达2304斤，最高光能利用率可达9.4%。
    目前，淇县光能利用水平较低。由于品种、土壤、水肥条件、栽培措施等条件限制，粮食年亩产只有一千斤左右，光能利用率只有1.5%，小麦在1%上下，玉米在2%左右，距光能利用率的上限和经济产量的上限值还相差很远。因此，淇县的光能生产潜力是很大的。

          十、淇县日影规律和作物行向

    常言道“形影不离”“立竽见影”。在阳光下，只要不是90 角的当头直射，物体总是有影子的，影子的方向和太阳的方向相反，影子的长短和太阳的高度角有关。    

淇县两分两至太阳高度角

N=35.6°       E=114.2°

  注：日影长L = 物高H /tan太阳高度角a

    太阳的高度角每时每刻在变化，日影的方位的长度也是每时每刻都在变化，一天之内早晚影长，正午影短；一年之内冬天影长夏天影短。因地理位置不同，淇县的变化规律也和世界上任何地方都不相同，根据太阳的方位和高度角也可计算出淇县任意时刻的日影方位和日影长短，并可以作出日影投影区的图象来。冬半年日影都在物体的北半边且投影区大；夏半年早晨或傍晚太阳可照射到房屋的北墙，中午前后北面的投影区较小。
    在淇县盖房屋以坐北朝南最好，群众称为“堂屋”，冬天太阳光透窗而入，夏天南北风穿堂而过，是最佳的方向。
    淇县农村的田块，除山区零星小块地随弯就势以外，不是南北向就是东西向，很少有斜向的。究竟农作物是南北行向好还是东西行向好？过去大多数同志认为南北行向通风透光好，强调种南北行。经过对淇县的日影规律分析研究后，人们的结论却恰恰相反，在淇县农作物行向以东西行向为好。主要原因有四条：
    首先要看主要矛盾是什么，淇县多南风和北风，林带布置当然应该垂直于主风向以东西为好，农作物生长过程中，大风多，光照少，通风和采光比较起来光照是主要的通风是次要的，行向应该有利于透光。
    其次，淇县属中纬度地区。作物旺盛生长季节主要在5、6、7、8四个月，这时太阳的高度角最大，投影区最小，除正午前后在行的北边遮荫外，大部分投影区在东西两测。上午十点种以前和下午两点种以后，阳光可直射作物行向，有利于农作物的生长发育，还可为间作套种创造条件。
    其三，农作物对光的需要有一定的范围，当光照减弱到一定程度时，作物的光合强度与将吸强度相等，光合作用所制造的干物质被呼吸作用全部消耗，这时的光强称为光补偿点，当光强增加到一定强度时，作物的光合强度不再随光强的增加而继续增加，这时的光强称光饱和点。夏季的晴天的正午，光强一般在饱和点以上，由于气温高蒸腾大，作物 一般存在着闭合气孔致使光合作用减弱的现象，这时遮一些光反而对作物有利，因而东西行向优越。
    其四、东西行向，东西作畦筑埂，有利冬季积雪，有利于防护林带的配置。
    但是绝不能一概而论，一些低杆作物（如红薯、花生等）行向对光影影响不大，不平坦的地块，因灌溉条件所限，也不能强求一律。

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