辐照度记录的两种情况分析

在太阳辐射观测记录中,总辐射的辐照度时常出现如下两种情况：一是在相同的光照强度情况下,测得的辐照度早上要比傍晚的大;二是多云或阴晴相间天气辐照度日最大值比全天无云时的大。本文将就以上两种情况进行分析。１　总辐射辐照度早上大于傍晚的原因目前,我国太阳辐射观测站使用的辐射表都是热电型的,它由感应面和温差电堆两部分组成。它的工作原理可用Ｅ＝Ａ（ｔ１－ｔ２）表示。式中,Ｅ为辐照度,Ａ为常数,ｔ１为感应面温度（热端温度）,ｔ２为冷端温度（假定等于空气温度）。由此看出,辐照度的大小取决于热端与冷端的温度差（…     

基于EC细网格数值预报产品的太阳辐照度订正技术

太阳辐照度与光伏电站发电功率密切相关,其预报的准确性直接影响发电功率预报的准确性。根据光伏电站太阳辐照度实况、气象站实况、WRF(Weather Research and Forecast Model)模式辐照度预报、EC细网格数值预报以及太阳理论辐照度,利用逐步回归法开展太阳辐照度预报订正研究,得到以下结论:①太阳辐照度实况与太阳理论辐照度的比值与EC细网格数值预报中气象要素的相关性优于太阳辐照度实况与气象要素的相关性;②不同时刻影响太阳辐照度的气象因子存在差异,通过逐步回归法建立不同时刻太阳辐照度预报模型;③在非晴天情况下,回归预报辐照度相对均方根误差比WRF模式预报辐照度降低10%左右,减小了辐照度预报误差。该研究成果在光伏电站的新能源数值预报服务中有一定的应用价值。     

新疆棉区紫外线辐照度调查及计算

植物生理学研究表明:紫外线对纤维作物的品质有重要影响,上海植物生理研究所试验:用兰紫光培养的棉花比用红橙光培养的棉花产量低、品质差。气候和气象学研究证实:紫外线辐照度受太阳高度角、拔海高度、大气状况影响。其中太阳高度角又决定于地理纬度、季节和地方真太阳时间;大气状况主要是指云、气溶胶含量及水汽压强。新疆棉区地理纬度差达8度,拔海高度差1000m以上。大气状况:和田附近多浮尘天气,北疆阴雨天气较多,东疆多晴好天气。新疆棉区的这些显著差异,必造成各地紫外线辐照度的显著差异,而紫外线辐照度     

基于EC细网格与BP算法的辐照度预报及检验

在理想晴天天气下，可计算确定位置不同时刻的理论辐照度，但与实际辐照度在不同季节仍存在一定系统误差。利用易县某光伏电站近1年逐15 min实况，提出了一种基于理论辐照度的晴天天气下的系统误差订正方法，并进一步利用欧洲EC细网格预报资料及BP神经网络方法实现了未来24～48 h辐照度的逐15 min预测，得到以下结论：(1)晴天天气下，该系统误差订正方法可有效剔除实况资料中非晴天天气数据的影响，不同季节的平均绝对误差不超过该季节最大辐照度的5%;(2)对24～48 h逐15 min的辐照度预报，经不同季节检验，冬季误差68.5 W/m²、春季误差125.2 W/m²、夏季误差119.5 W/m²、秋季误差53.7 W/m²,对11月份的预报最为理想。该研究成果可有效降低人工筛选工作量，在服务中有很好的实用性和参考性，可作为光伏数值预报的一种有效数据源。     

中国西部干旱地区晴天散射辐照度与大气透明度的关系

晴天散射辐照度Ｄ是大气质量ｍ和大气透明度ｘ的函数，即Ｄ（ｍ，ｘ）＝ψ（ｍ）ψ（ｘ）。函数ψ（ｍ）的数学表达式见文献〔１〕，本文旨在建立函数ψ（ｘ）的数学表达式。     

铺反光膜对树冠光合有效辐照度(PAR)的分布影响

１９９６ 年用美国 Ｌ１－ Ｃ Ｏ Ｒ 公司产的光合有效辐射仪, 对红富士苹果树冠内 ２０ 个点的 Ｐ Ａ Ｒ 进行了测量, 对比分析了对照树和铺膜树树冠内 Ｐ Ａ Ｒ 差别。结果表明, 果树下铺反光膜后,使树冠层的 Ｐ Ａ Ｒ 平均增加 １５ 倍, 尤其是树冠下层和内膛的反射 Ｐ Ａ Ｒ 增加８～１３ 倍, 显著地改善了树冠层光合有效辐照度的分布状况, 有利于全面提高红富士苹果的品质。     

FY-4A辐射产品在贵州山区的检验与订正

本文利用2018年3月12日—2019年2月28日近一年(2018年春季—冬季)贵州山区（从江、三穗、桐梓、贵阳、紫云、兴仁、威宁7站）地面太阳辐照度观测资料对FY-4A反演辐照度进行检验与订正分析。结果表明：（1）卫星反演辐照度取值范围比地面观测小,整体而言反演辐照度偏高,晴空条件下反演精度远高于云条件,正午偏差最小,下午偏差最大。（2）卫星反演辐照度与地面观测辐照度具有较为一致的日变化和季节变化,两者呈显著正相关,相关系数随海拔高度呈负相关。（3）平均偏差往往随着地面观测的增大而减小,当地面观测辐照度大于800 W?m-2时,反演辐照度往往偏小。（4）对地面观测辐照度进行阈值划后,用多元线性回归方法对反演辐照度订正,订正后的产品在贵州具有较好的适用性。     

FY-4A辐射产品在贵州山区的检验与订正

本文利用2018年3月12日—2019年2月28日近一年(2018年春季—冬季)贵州山区（从江、三穗、桐梓、贵阳、紫云、兴仁、威宁7站）地面太阳辐照度观测资料对FY-4A反演辐照度进行检验与订正分析。结果表明：（1）卫星反演辐照度取值范围比地面观测小,整体而言反演辐照度偏高,晴空条件下反演精度远高于云条件,正午偏差最小,下午偏差最大。（2）卫星反演辐照度与地面观测辐照度具有较为一致的日变化和季节变化,两者呈显著正相关,相关系数随海拔高度呈负相关。（3）平均偏差往往随着地面观测的增大而减小,当地面观测辐照度大于800 W?m-2时,反演辐照度往往偏小。（4）对地面观测辐照度进行阈值划后,用多元线性回归方法对反演辐照度订正,订正后的产品在贵州具有较好的适用性。     

基于概率密度匹配方法的FY-4A地表入射太阳辐射订正

研究以内蒙古地面辐射观测为基准,进行FY-4A逐时总辐照度在内蒙古地区的适用性评估,并尝试利用概率密度匹配方法(PDF)进一步对FY-4A逐时总辐照度进行订正,结果表明:(1)FY-4A总辐照度与地面辐射观测的相关性在季节上表现为春、夏、秋季三季明显高于冬季,在空间上表现为东部地区的相关性好于西部,误差方面具有明显的对低值辐射高估,高值辐射低估的非独立系统误差特征;(2)按季建立PDF模型,可以反映地面观测与FY-4A总辐照度在内蒙古地区稳定的概率密度分布特征,有效改善FY-4A总辐照度在内蒙古地区的适用性;(3)PDF方法在有效减小卫星资料系统误差的同时,还较好地保持了卫星资料原有的误差分布特征,并对云天辐照度的改进效果明显。     

FY-4A/AGRI传感器波段平均太阳辐照度计算及不确定性分析

传感器大气顶层波段平均太阳辐照度(Band-Averaged Extraterrestrial Solar Irradiance,BAESI)是表观反射率和星上辐亮度之间转换的重要因子,为了针对FY-4A/AGRI有关通道较为准确地计算这一数值,分别以韩国COMS/GOCI、美国GEOS-16/ABI、日本Himawari-8/9/AHI传感器为例,利用国际上常用的6条太阳光谱曲线与传感器光谱响应函数参与计算BAESI,并与各传感器BAESI标准值进行比较。结果表明,Kurucz计算结果平均绝对误差与均方根误差均最小,是最理想的太阳光谱曲线,此外,Kurucz计算值与各传感器各波段BAESI标准值的最大偏差均小于4.5%,最大偏差百分比及对应波段分别为-2.39%(GOCI-band3)、1.49%(ABI-band6)、4.28%(AHI-08-band6)、4.42%(AHI-09-band6)。因此选择Kurucz太阳光谱曲线参与计算FY-4A/AGRI传感器各波段BAESI值,给出相应结果,并分析了计算值的不确定性,解决了将表观反射率转换为辐射亮度的困难。     

基于机器学习的光伏功率预测模拟方法研究

为了丰富贵州西部光伏电站的功率预测思路与方法,利用2019—2021年贵州西部5个光伏电站发电功率、气象要素、卫星反演辐照度、地面观测辐照度数据,分析光伏功率的时间演变和与卫星反演辐照度、地面观测辐照度的相关性。利用前80%样本数据为测试集,剩余数据为预测模拟模型的检验集,利用机器学习中的BP、GRNN神经网络算法和测试集分别对5个电站建立光伏功率预测模拟模型。利用检验集和光伏电站的检验方法对各个模型进行效果验证,并对比不同算法不同站点间的预测模拟效果。结果表明,BP、GRNN算法在5个光伏电站的功率预测模拟中平均日准确率在90%左右,标准化均方误差在0.07~0.12,且FY-4A反演辐照度参与建立的光伏功率预测模拟模型较地面观测辐照度参与建立的模型效果更佳,能够为光伏功率预测提供一种参考方案和思路。     

太阳辐射对大型渔光互补光伏电站发电效益影响分析

以江苏宝应生态渔业光伏发电"领跑者"示范基地为研究对象，定量分析了不同辐射指标对渔光互补光伏发电效益的影响机制.结果表明：太阳辐射对渔光互补光伏电站发电效益有着显著影响，且存在季节性波动，在夏秋季日并网峰值及发电量较大，稳定性较高，而冬春季发电效益和稳定性较差；太阳辐射指标与日并网功率最大值相关性较高，且呈明显对数关系，而日发电量与太阳辐射指标呈明显线性关系；不同月份并网功率最大值和发电量与平均辐照度、最大辐照度和累计辐照量均呈正相关关系，影响月并网功率峰值最为明显的是最大辐照度，而影响月发电量最为明显的指标是有效利用小时数.通过研究发现，在该地区开展光伏发电功率预测和前期太阳能资源开发利用评估时，可采用平均辐照度、最大辐照度、日累计辐照量3个指标作为参考指标.     

南极中山站太阳紫外辐射测值比较

比较分析了2017年南极中山站3种仪器测量地面太阳紫外B（UVB）波段和紫外A（UVA）波段的辐照度。以Brewer光谱仪测值为参考,国产宽波段FSUVB日射表在UVB（波段280~315 nm）的辐照度相对误差为（55±75）%,误差随大气臭氧总量的增加呈上升趋势,但在南极“臭氧洞”期间偏低。Yankee UVB宽波段日射表在UVB（波段280~320 nm）的辐照度相对误差为（-31±22）%;国产宽波段FSUVA日射表在UVA（波段315~400 nm）的辐照度相对误差为（23±5.9）%。太阳天顶角低于80°的晴天以Tropospheric Ultraviolet Visible（TUV）辐射模式计算结果为参考时,FSUVB,Yankee UVB和FSUVA辐照度的平均相对误差分别为（30±37）%,（-22±19）%和（27±6.4）%,而Brewer相对误差未超过3.5%。国产宽波段UV日射表测值偏高,反映出波长较长的杂散光对太阳辐照度测值影响明显。     

都江堰紫外辐射特征分析及多元回归预报 方程的建立研究

利用2017年9月1日—2018年8月31日都江堰紫外辐射(UV-AB)的观测数据,分析了都江堰紫外辐射的变化特征及其与气象要素的相关性,并通过多元回归分析建立了都江堰紫外辐射辐照度预报方程。结果表明:都江堰的紫外辐照度具有明显的日变化、月变化、季节变化特征,辐照度主要受云、水汽和太阳高度角等的影响。全年最大日平均辐照度为55.84 W/m~2,最小日平均辐照度为2.39 W/m~2。全年10—15时平均紫外辐照度与14时总云量、10—15时最低相对湿度、10—15时最高气温分别呈负相关、负相关、正相关,相关系数分别为-0.60、-0.67、0.63。春、夏、秋、冬季的10—15时平均紫外辐照度预报方程均通过显著性水平α=0.05的F检验,调整后的R~2分别为0.84、0.78、0.82、0.78。方程平均偏差为2.61～5.02 W/m~2,标准误差为3.24～6.57 W/m~2。秋季预测值准确度最高,夏季最低。     

试论紫外线对新疆棉花品质的影响

分析南北疆多年平均白天及夜间有效时积温结果,南疆均优于北疆。而紫外线辐照度与棉纤维卜氏强力有相反趋势,与含糖量有显著正相关,相关系数达O.783。即使在一个很小的博乐地区内,也表现为棉花品质随海拔高度升高而降低。     

青藏高原晴天太阳直接辐射的计算和分析

本文根据1979年5～8月青藏高原气象科学实验资料,研究了利用卡斯特洛夫公式计算青藏高原晴天太阳直接辐射的有关问题。首先从原始资料中挑选出晴天太阳直接辐射并计算其日平均辐照度,然后以此为标准,利用迭代法反求可能太阳直接辐射日平均辐照度理论公式中的系数C,建立该系数与平均水汽压的经验公式,再利用经验式反演晴天太阳直接辐射。本文还比较了由乌克兰英采夫法确定的可能太阳直接辐射与实际晴天太阳直接辐射的差异,证实前者要比后者偏大,其偏离程度随站点拔海高度增加而缩小。文中最后讨论了青藏高原晴天太阳直接辐射日平均辐照度的地理分布,并分析了其随拔海高度的变化。     

太阳辐射与我国降水的相关分析

本文通过对太阳辐照度与我国160个站降水量的相关分析,说明太阳辐射的变化对我国降水的影响,并对其影响机制进行了初步探讨。     

中国紫外线强度预报方法研究

从大气辐射传输的物理机理出发,估算正午晴空地面紫外辐照度,进而利用云量和气溶胶等要素对晴天紫外辐射进行修订,最终获得非晴空地面日最高紫外辐照度,并基于此方法建立紫外线强度预报模型。结果表明:新建立的紫外线强预报方法与原来中国紫外线强度预报方法相比,有效地提高了紫外线强度的预报准确率,可以满足紫外线预报业务的需求。此外,新方法对晴空紫外线强度的预报效果最好,对阴天紫外线强度的预报能力相对较差。     

昆明地面生物有效紫外辐照度的初步计算

近年来，大气平流层臭氧含量普遍呈下降趋势。这将对人类的生存环境构成极大威胁， 应当引起人们的高度重视。 其中，太阳紫外辐射是一大因素。 太阳紫外光（ UVB和UVA，尤其是波长为280～320 nm）对动植物生长及人类健康具有重要的生物学效应 。但太阳光在大气中的传输过程极其复杂，涉及到大气臭氧吸收、空气分子散射、 气溶胶颗粒以及云滴的散射等作用。 针对昆明地处低纬高原、季风云系影响显著等特点 ， 本文在同时考虑上述几种情况下， 用二流模式（two-stream model）方法对太阳紫外辐射传输问题进行了研究，得出了一些有意义的计算结果，并对其作了讨论。     

气象要素对太阳能电池板温度的影响

温度升高会引起光伏电池发电效率下降,电池板温度是确定温度折减系数的必要条件,目前我国尚没有充足的外场实测电池板温度数据。该文基于北京南郊太阳能试验站2010年全年逐时电池板温度、气温、地表温度、斜面和水平辐照度实测数据,分析了电池板温度随时间的变化及其与各气象要素的关系。结果表明:电池板温度与气温和斜面辐照度的综合相关或与地表温度的线性相关最好,但实测数据不易获得;电池板温度与气温的线性相关较好,数据较易获得且质量有保证,从现实可行性考虑,是推算电池板温度最实用的相关方程;电池板温度与气温和水平辐照度的综合相关可以作为辅助方程,用于推算气温较高情况下的电池板温度。基于2010年电池板温度实测数据和加权计算的方法,得到北京地区年平均光伏发电温度折减系数约为2%,最高可达到13.3%。