Bức xạ mặt trời là yếu tố rất đặc trưng của tài nguyên khí hậu. Do nằm trong vành đai nhiệt đới bắc bán cầu, tại tỉnh Thừa Thiên Huế, một năm có hai lần mặt trời đi qua thiên đỉnh: lần thứ nhất vào những ngày đầu tháng 5 và lần thứ hai vào những ngày đầu tháng 8 (bảng 3.1). Thừa Thiên Huế được thừa hưởng một chế độ bức xạ dồi dào. Độ cao mặt trời quanh năm khá lớn, từ 500 đến 900 và ít thay đổi, độ dài ban ngày từ 11giờ đến gần 13 giờ mỗi ngày.
Bảng 3.1. Ngày mặt trời đi qua thiên đỉnh
|
Vĩ độ
|
Lần thứ nhất
|
Lần thứ hai
|
|
16°40' (Phong Điền)
|
7/5
|
7/8
|
|
16°26' (TP. Huễ)
|
6/5
|
7/8
|
|
16°09' (Nam Dông)
|
5/5
|
8/8
|
Lượng năng lượng bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất tỷ lệ thuận với hàm sin (độ cao mặt trời). Ở các nơi thuộc Thừa Thiên Huế, tất cả các ngày trong năm đều có độ cao mặt trời trên 50° (bảng 3.2), có nghĩa là thông lượng bức xạ lý tưởng các ngày dao động từ 67% đến 100% so với thông lượng bức xạ của ngày mặt trời qua thiên đỉnh.
Độ dài ban ngày (từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn) các tháng trong năm dao động từ 11 giờ đến 1 3 giờ. Thời gian ban ngày tại Thừa Thiên Huế khá dài và ít thay đổi trong năm. Có nghĩa năng lượng bức xạ mặt trời nhận được trong năm khá dồi dào, đặc trưng của vùng vĩ độ thấp trong vành đai nhiệt đới.
Bảng 3.2. Độ cao mặt trời lúc giữa trưa (h) và độ dài ban ngày (t) của ngày 15 hàng tháng
|
Ngày/Tháng
|
Trạm khí tượng Huế (16026'N)
|
Trạm khí tượng Nam Đông (16009'N)
|
|
h
|
t
|
h
|
t
|
|
15/1
|
52°14'
|
11h08'
|
52°31'
|
11h16'
|
|
15/2
|
60°29'
|
11h30'
|
60°46'
|
11h40'
|
|
15/3
|
71°21'
|
11h54'
|
71°38'
|
11h56'
|
|
15/4
|
83°15'
|
12h23'
|
83°32'
|
12h18'
|
|
15/5
|
87°37'
|
12h46'
|
87°20'
|
12h48'
|
|
15/6
|
83°08'
|
13h00'
|
82°51'
|
12h54'
|
|
15/7
|
84°52'
|
12h54'
|
84°35'
|
12h48'
|
|
15/8
|
87°41'
|
12h34'
|
87°58'
|
12h30
|
|
15/9
|
76°41'
|
12h08'
|
76°58'
|
12h12'
|
|
15/10
|
65°08'
|
11h36'
|
65°25'
|
11h36'
|
|
15/11
|
55°08'
|
11h00'
|
55°25'
|
11h14'
|
|
15/12
|
50°18'
|
11h00'
|
50°35'
|
11h00'
|
Thừa Thiên Huế có một chế độ bức xạ phong phú và đồng nhất trên toàn lãnh thổ. Tuy nhiên, vùng núi cao do ảnh hưởng của mây và hơi nước nên các giá trị đặc trưng của bức xạ đều thấp hơn vùng đồng bằng.
Trong điều kiện trời quang mây, bức xạ tổng cộng lý tưởng ở Thừa Thiên Huế đạt khoảng 232-233Kcal/cm2.năm (bảng 3.3).
Bảng 3.3. Bức xạ tổng cộng lý tưởng tháng (Kcal/cm2.tháng) và năm (Kcal/cm2.năm)
|
Trạm
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Năm
|
|
Huế
|
13,7
|
16,3
|
19,7
|
23,5
|
23,8
|
23,2
|
23,5
|
23,7
|
20,0
|
17,6
|
14,5
|
13,1
|
232,6
|
|
Nam Đông
|
13,8
|
16,0
|
19,8
|
23,6
|
23,8
|
23,0
|
23,2
|
23,5
|
20,1
|
17,7
|
14,6
|
13,2
|
232,3
|
Lượng mây và độ dày mây, cũng như độ đục của khí quyển ảnh hưởng rất lớn đến bức xạ tổng cộng chiếu xuống mặt đất. Khi trời ít mây hoặc quang mây, mặt đất nhận được gần như tối đa bức xạ trực tiếp; những ngày trời nhiều mây và mây dày thì mặt đất nhận được bức xạ mặt trời chủ yếu là bức xạ do khuyếch tán, cường độ ít hơn bức xạ trực tiếp rất nhiều. Mây luôn thay đổi theo thời gian và không gian, nên tổng lượng bức xạ mặt trời cũng thay đổi theo. Ngoài ra độ đục của không khí do khói, bụi từ nhiều nguồn phát thải cũng ảnh hưởng khá lớn đến lượng bức xạ chiếu xuống mặt đất. Vì vậy, tổng lượng bức xạ năm đến bề mặt đất chỉ bằng khoảng 50-60% bức xạ lý tưởng.
Tổng lượng bức xạ thực tế hàng năm ở Thừa Thiên Huế đạt cỡ 125Kcal/cm2.năm, cao hơn Hà Nội trên 10Kcal/cm2.năm và tương đương với các tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, nhưng thấp hơn các tỉnh phía nam đèo Hải Vân khoảng 20Kcal/cm2.năm.
Bảng 3.4. Bức xạ tổng cộng thực tế tháng (Kcal/cm2.tháng) và năm (Kcal/cm2.năm)
|
Trạm
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Năm
|
|
Hà Nội
|
6,0
|
5,8
|
6,4
|
9,3
|
13,2
|
11,5
|
12,6
|
11,6
|
11,0
|
11,0
|
8,2
|
6,7
|
113,0
|
|
Quảng Trị
|
6,7
|
7,4
|
10,2
|
13,6
|
14,8
|
13,5
|
13,7
|
13,0
|
11,0
|
9,4
|
6,8
|
6,0
|
126,2
|
|
Huế
|
7,5
|
7,9
|
11,3
|
12,7
|
14,1
|
12,5
|
13,9
|
11,7
|
10,6
|
9,8
|
6,7
|
6,2
|
124,9
|
|
Nam Đông
|
6,5
|
8,6
|
12,7
|
14,2
|
14,1
|
12,4
|
14,2
|
11,6
|
10,6
|
8,9
|
6,2
|
5,7
|
125,7
|
|
Đà Nằng
|
9,2
|
10,2
|
13,2
|
14,5
|
16,4
|
15,1
|
17,0
|
15,3
|
12,8
|
10,8
|
7,3
|
6,3
|
147,9
|
|
TP. HCM
|
10,8
|
13,3
|
16,2
|
15,9
|
11,0
|
9,7
|
9,7
|
10,0
|
9,6
|
9,2
|
9,1
|
9,3
|
133,6
|
Biến trình năm của lượng bức xạ lý tưởng phụ thuộc vào độ cao mặt trời, nên bức xạ cực đại rơi vào tháng 5 và tháng 8, khi độ cao mặt trời lớn nhất. Tuy nhiên, bức xạ thực tế lại phụ thuộc nhiều vào lượng mây và môi trường không khí nên cực đại rơi vào tháng 7, vì tháng 8 ở Thừa Thiên Huế đã bước vào mùa mưa, lượng mây, số ngày nhiều mây tăng lên đáng kể so với tháng 7.
Tổng lượng bức xạ thực tế phân bố không đều trong các tháng. Những tháng mùa hè đạt từ 11 đến 14 Kcal/cm2.tháng, những tháng mùa đông từ 6 đến 10Kcal/cm2.tháng.
Nguồn năng lượng chủ yếu tạo ra sự trao đổi nhiệt giữa mặt đất và không khí. Vì vậy, quyết định sự hình thành chế độ khí hậu chính là cán cân bức xạ.
Cán cân bức xạ của mặt đất là hiệu số giữa lượng bức xạ mặt trời đến mặt đất và lượng bức xạ mất đi ở một nơi trong một thời gian xác định.
Cán cân bức xạ được tính theo công thức:
B = (S + D)n. (1 - An) - En
(S + D)n là bức xạ tổng cộng, An là Albeđô và En là độ phát xạ hữu hiệu của bề mặt nơi đo đạc.
Lượng bức xạ khi đến được mặt đất còn bị phản xạ ra ngoài khí quyển, đồng thời một phần bức xạ này bị hơi nước trong khí quyển tán xạ trở về mặt đất. Nên bức xạ thực tế mặt trời đến mặt đất bị mất đi khoảng 4 đến 5Kcal/cm2.tháng.
Cán cân bức xạ năm ở Thừa Thiên Huế đạt từ 75 đến 80Kcal/cm2.năm, thấp hơn Đà Nẵng khoảng 20Kcal/cm2.năm; tháng 5 và tháng 7 đạt cực đại với giá trị từ 9 đến 10Kcal/cm2.tháng, cực tiểu vào tháng 12 với cán cân bức xạ khoảng 3 đến 4Kcal/cm2.tháng. Cán cân bức xạ trong các tháng đều có trị số dương và có biến trình năm tương tự với bức xạ tổng cộng.
Bảng 3.5. Cán cân bức xạ tháng (Kcal/cm2.tháng) và năm (Kcal/cm2.năm)
|
Trạm
|
Tháng
|
Năm
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
Vinh
|
3,1
|
3,7
|
4,3
|
5,8
|
9,9
|
8,3
|
9,8
|
8,7
|
7,4
|
5,4
|
4,1
|
4,1
|
74,6
|
|
Huế
|
4,4
|
4,6
|
7,2
|
8,2
|
9,3
|
8,1
|
9,1
|
7,4
|
6,7
|
5,4
|
3,7
|
3,3
|
77,4
|
|
Nam Đông
|
3,6
|
5,2
|
8,2
|
9,3
|
9,3
|
8,0
|
9,3
|
7,4
|
6,7
|
5,4
|
3,3
|
3,0
|
78,7
|
|
Đà Nẵng
|
5,7
|
6,4
|
8,7
|
9,3
|
11,2
|
10,6
|
11,6
|
10,2
|
8,5
|
7,3
|
4,8
|
3,2
|
97,5
|
Cán cân bức xạ vùng núi và đồng bằng có khác nhau một ít, nhưng nhìn chung không lớn, chênh lệch ít hơn 1 Kcal/cm2.tháng.
Tổng lượng bức xạ năm lớn, giữa các tháng chênh nhau không nhiều, cán cân bức xạ dương và lớn. Đó là nhân tố quyết định cho nền nhiệt độ cao và ít biến đổi trong năm.