汪恩良 ，于 俊, 韩红卫 ，许春光，胡胜博

（1. 东北农业大学水利与土木工程学院，哈尔滨 150030；2. 黑龙江省寒区水资源与水利工程重点实验室，哈尔滨 150030）

太阳辐射作为地球表层能量主要来源，广泛应用于居民居住[1]、作物生产[2]、道路照明[3]、航天事业[4]等领域，同时也应用于冰和冻土等自然领域研究，太阳辐射是冰层热力学模型建立和冻土水热响应关系函数中重要参数。春季回暖阶段太阳辐射增加，封冻冰面和冻土中冰晶受太阳辐射、气温、水温及地温等因素影响，内部开始融化。对于冰面而言，结构完整性发生变化，出现流凌现象，流冰将使河道堆积堵塞，抬高水位，冲击岸坡和破坏堤防[5]；季节性冻土则因太阳辐射影响，改变周围温度场分布，土壤中热量和水分向土体表面迁移，造成严重的冻胀现象[6]。因此，研究太阳辐射对冰生消过程影响、力学性质变化及冻土冻融传热规律具有重要意义。目前静冰生消和冻土冻融研究多采用室内物理模型，模拟太阳辐射所选光源是一个关键且敏感的要素，常见灯光与太阳辐射光谱分布存在差异，导致试验过程与实际情况差异较大[7]。因此，通过室内测试选择最佳光源完成太阳模拟器设计，并借助室内辐照试验可为上述问题提供理论依据。

目前，研制太阳模拟器重点在于模拟器光源选择。20 世纪60 年代初，美国采用汞氙灯作为太阳模拟器使用光源，经多次加工改造后，太阳模拟器可较好模拟太空辐照环境[8-9]；德国选用氙灯作为太阳模拟器使用光源，点燃方式为倾斜氙灯与水平面倾角范围15°～30°，达到当时试验要求[10]；……