太阳紫外辐射在我们生活的环境中一直扮演着重要的角色,适量的紫外辐射对人体有益,然而过量的紫外辐射不但损害人体健康,同时也危害其他动植物。然而仅有少数研究机构的观测站点进行紫外辐射观测,常规气象站并没有紫外辐射观测。因此,开展中国大陆地区太阳紫外辐射计算的研究工作,不仅对于指导人们做好紫外防护有重要意义,而且在城市规划与建设、能源利用、环境保护等方面也有现实意义。本文利用中国生态系统研究网络(CERN)提供的2010-2012年全国39个站点逐日紫外辐射观测数据,分析了中国大陆地面紫外辐射时空特征;基于大气层太阳辐射传输的基本理论,结合目前我国地面气象观测站的实际情况,建立了考虑多种影响因素的紫外辐射计算模型。主要研究结果如下：(1)利用39个CERN紫外辐射观测站点三年的逐日资料分析了中国大陆紫外辐射时空分布特征,结果表明从空间分布来看,紫外辐射高值区位于20 W/m’等值线以西的青藏高原、新疆东部、甘肃、内蒙古一带,其中青藏高原与内蒙古锡林郭勒地区是两个高值中心,而新疆西南部紫外辐射是低值区；20 W/m2等值线以东,紫外辐射普遍较弱,其中华北、陕西南部经川东、重庆至贵州、湖南湖北是两个低值区,而重庆地区是低值中心。究其原因,等值线东部云雾较多,致使该地区紫外辐射出现大幅削减,东部地区城市化进程快,工业化规模大,大气中气溶胶光学厚度更大,臭氧含量多,海拔也比较低,紫外辐射整体较弱。而等值线西部晴天多,云量少,加之海拔高,臭氧少,大气比较洁净,气溶胶光学厚度小,所以大部分地区紫外辐射都较高：新疆西南部位于塔克拉玛干沙漠西段,沙尘天气频发,气溶胶光学厚度大,对紫外辐射削弱严重。另外,通过北京市城区与郊区、常熟站与太湖站这两组站点的紫外辐射数据对比发现,郊区紫外辐射一般要比城区紫外辐射高。从时间分布来看,紫外辐射冬半年弱、夏半年强。其中,7、8月份最强,12、1月份最弱。一天中,12时的紫外辐射最强。(2)利用2011年AERONET北京站逐日大气成分观测资料和同期的CERN北京站紫外辐射观测数据,依据大气辐射传输的理论,建立了北京站紫外辐射计算模型,用逐步回归方法对模型进行订正后,又用2005-2010年的相关数据对模型进行了检验。模型对2011年拟合的相关系数达到0.99,相对误差为5.13%；对2005-2010年检验的相关系数为0.97,相对误差为8.14%。该模型计算的相关系数比SMARTS模式计算的结果高0.08,相对误差低8%。同时,在对瑞利散射公式、臭氧吸收公式、气溶胶吸收公式、二氧化氮吸收等公式进行单独计算和订正后发现,分子散射、臭氧吸收和气溶胶是影响紫外辐射较为重要的因子,其中分子散射贡献率最大,而气溶胶衰减是最敏感的因子。由上可见,本文所建立的紫外辐射计算模型准确率较高,而且稳定。(3)由于AERONET在中国大陆站点较少,而大部分的气象观测站点也没有气溶胶观测数据,因此本文使用地面气象资料来对上述模型进行修正。具体方法是：先用气压和垂直臭氧总量计算出目标站点的紫外辐射,然后再使用该站点30 Km以内的地面气象数据和臭氧数据进行修正。利用该方法建立了北京站和另外19个CERN站点相对应的31个地面观测站点的紫外辐射计算模型。利用2010、2011年的数据做模型拟合的相关系数为0.79,相对误差为25.7%；利用2012年的数检验的相关系数为0.74,相对误差为28.9%。检验结果与拟合结果相近,说明该计算方法效果较好且稳定。(4)虽然全国大部分气象观测站并没有紫外辐射观测数据,但是有100多个气象站有总辐射观测项目,因此本文将总辐射作为一个修正因子加入到计算模型中,利用2005-2010年资料建立了北京站的紫外辐射计算模型。模型拟合相关系数为0.98,相对误差为7.3%;对2011年检验的相关系数为0.98,相对误差为7.8%。可见,引入总辐射后,计算模型的精度比只用地面气象资料和臭氧修正更高,效果更好。这为计算该类站点紫外辐射探索了一种精度高、切实可行的方法。(5)由于全国大部分观测站点,没有任何辐射观测数据,因此,本文又建立了一种计算该类站点紫外辐射的计算模型。具体方法为：选择距离目标站450 Km范围内的已经建立的若干站点的计算模型作为参考站点,用参考站点的计算模型拟合系数经过反距离加权算法,得出目标站的拟合系数,最后建立目标站的紫外辐射计算模型。本文选择江西省千烟州站点作为目标站,建立该站点的紫外辐射计算模型。检验结果显示,其相关系数和相对误差分别为0.83和25.8%。(以上相关系数均通过了95%的置信度检验)。总之,本文探讨了不同条件下紫外辐射的计算模型,可为全国所有气象站紫外辐射的计算和预报提供依据。