内蒙古中东部太阳辐射变化及相关要素分析

利用二连、通辽、海拉尔3个站的太阳总辐射观测资料,分析了内蒙古中东部（1961-2007年）近47年来的总辐射变化规律。探讨了气温、降水、日照、云量等要素的变化及与太阳总辐射的相关关系。结果显示,我区东北部太阳总辐射呈波动减少的变化趋势,东南部和中部地区变化趋势虽不明显,但近20年的年际波动明显不同。相关要素分析显示,总辐射与日照时数和夏季气温有很显著的正相关关系,与总云量和降水量呈负相关关系。     

1961-2010年杭州太阳总辐射及日照时数气候变化

利用1961-2010年杭州站太阳总辐射、日照、降水、云量、水汽压和视程障碍日数资料,采用气候倾向率、突变检测和相关分析等方法,研究了近50 a太阳总辐射和日照时数的变化特征及其成因.结果表明,近50 a杭州年太阳总辐射和日照时数均呈减少趋势,以日照时数下降更明显,其突变年份分别发生在1975和1971年;年太阳总辐射下降主要出现在1961-1992年,1993-2010年呈波动变化,1993年以后未出现明显“变亮期”,而年日照时数在上述两个时段都表现为显著下降趋势,至21世纪00年代降到最低.夏、秋、冬3季太阳总辐射和日照时数趋势变化与年变化基本一致,春季两者在1961-1992年均呈下降趋势,1993年后存在较明显的“变亮期”.降水量、低云量和轻雾日的增加是造成杭州年及夏、秋、冬3季太阳总辐射和日照时数减少的主要原因,春季太阳总辐射的增加则主要与降水量、雨日、总云量和低云量减少关系密切,此外,霾日数变化对日照时数的影响也非常重要.     

近60a天水市云量变化特征及与其它气候因子的关系

云是气候变化的重要因子之一,为了探究甘肃天水市地区的云量的变化特征,用境内7个气象站1951～2007年近60a的云量观测资料分析总、低云量变化特点及与相关气候因子的关系。结果表明,自1951年以来该地平均总云量稳定性较好,平均低云量以0.25成/10a的速度递增。各级降水日数及云量相关性较显著。不同时段的降水量随云量变化比较明显。年平均总云量增加1成,年降水量增加156mm,春季平均总云量增加1成,降水量增加25mm;夏季平均总云量增加1成,降水量增加75mm;秋季平均总云量增加1成,降水量增加35mm;冬季总云量增加1成,降水量增加3.8mm。平均云量与气温的相关性时段性较强,云量增加1成,春季和夏季的平均气温分别降低0.6℃和0.5℃,秋季和冬季的气温与平均云量线性相关不显著。云量对日照的影响最为直接,云量增加1成,春季总日照时数减少102.2h,夏季减少90.8h,秋季减少87.7h,冬季减少65.3h。平均云量与相对湿度呈显著正相关,云量增加1成,夏季平均相对湿度增加4%,春、秋、冬季增加3%。     

阿拉善高原近40a总云量变化特征分析

利用阿拉善高原近40a(1971—2010年)观测年及四季平均总云量,分析其时空变化特征及Hurst指数,并对总云量与降水量、平均气温、日照时数及相对湿度等因子之间的关系进行分析。结果表明:(1)阿拉善高原近40a平均总云量在38.3%~45.8%之间;北部地区年平均总云量减少趋势显著,南部地区呈不明显的减少趋势。(2)年平均总云量与相对湿度呈显著正相关,与降水量、日照时数、平均气温相关不显著。春季、秋季和冬季总云量与降水、相对湿度呈显著正相关,与日照时数显著负相关,与平均气温相关性不显著。夏季总云量和降水量相关不显著,与相对湿度呈显著的正相关,与日照时数和平均气温呈显著的负相关。(3)Hurst指数分析显示,阿拉善高原北部地区年平均总云量、南部地区春季总云量、东北地区夏季总云量未来将显著减少,其余地区年及四季总云量的减少趋势不显著。     

近51年阿图什市日照变化特征及其影响因子

利用新疆阿图什市1961—2011年日照、总云量、降水量等气象观测资料,采用气候趋势分析、小波分析等方法,分析阿图什市日照时数的变化特征,结果表明:阿图什市年日照时数总体上呈减少趋势,气候倾向率为每10年减少14.9h,其中冬季减少趋势最为显著,春、夏、秋季变化趋势不显著。目前,年际尺度上处于日照偏少期。阿图什市年平均总云量呈增加趋势。日照时数的减少与降水量的增加有一定关系。     

近46a山东菏泽日照变化特征及影响因子

利用1965～2010年菏泽日照、云量、雾（轻雾）、相对湿度、降水等资料,采用气候倾向率、9点2次平滑、突变检验、回归分析等统计方法,分析了近46a菏泽日照时数变化特征及影响因子。结果表明：近46a菏泽日照时数极显著减少,平均每10a减少121．66h;夏季和秋季极显著减少,冬季显著减少,春季减少趋势不显著;减少趋势最大的是8月。1981年是菏泽日照时数减少突变的时间点,也是日照时数由正距平优势向负距平优势的转折点。年日照时数与总云量、相对湿度和轻雾日数呈极显著负相关,与雾日数呈弱显著负相关;四季日照时数除夏季与雾日数负相关不显著外,均与平均总云量、相对湿度、雾和轻雾日数、降水量和降水日数呈显著负相关。影响菏泽年和春、夏季日照时数变化的主要因子为总云量、相对湿度和雾,秋季主要因子为总云量、雾和降水日数,冬季主要因子为总云量、相对湿度和降水日数。     

近50年石家庄地面温度变化特征与气候因子的关系分析

利用石家庄地区5个观测站1961-2010年逐日地面温度、气温、风速、日照时数和总云量观测数据,分析讨论了该地区地面温度最高值和最低值的变化特征以及气温、降水、风速、日照时数和总云量对地面温度变化的影响.结果表明:地面最高温度波动幅度较大,其中冬季波动幅度明显偏大;地面最低温度波动幅度较小,其中夏季波动幅度明显偏大;地面最高温度夏、秋季降温趋势显著;地面最低温度各季节增温趋势显著;地面最高温度与最高气温、日照时数和风速互为正相关,与总云量互为负相关;地面最低温度与最低气温和总云量互为正相关,与风速、日照时数互为负相关;最高气温对地面最高温度的正相关性最强,风速最弱;总云量对地面最高温度的负相关性在夏、冬季较强;最低气温对地面最低温度的正相关性最强,总云量最弱;风速对地面最低温度的负相关性在春、秋季较强,日照时数在秋、冬季较强.     

太湖无锡地区近40a来日照的变化特征分析

利用无锡站1961—2000年日照时数、日照百分率、总云量及低云量资料，对太湖无锡地区近40a来日照的变化特征进行分析，阐述了其年变化及多年变化特征，分析了日照时数与日照百分率、总云量、低云量之间的关系。结果表明：日照时数呈减少趋势，年日照时数的减少幅度为99．72h／10d，其中又以夏、秋季减少最快；日照时数年内变化为夏秋季大、冬春季小；日照时数与日照百分率变化趋势不完全相同；日照时数与总云量、低云量呈负相关；年日照时数存在突变现象。     

成都市太阳辐射时间变化特征及对气候因子的影响

基于成都市1991至2020 年太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、气温、蒸发、日照时数等气象资料,采用线性趋势、Maan-KendaⅡ等方法研究太阳辐射的年、月、日变化特征,以及太阳总辐射的变化对气温、蒸发等气候因子的影响。结果表明：太阳总辐射、直接辐射逐年增多趋势明显,线性倾向率分别为29.69、20.25 MJ·m-2/a;太阳总辐射2010 年出现突变,突变年后较突变年前年平均太阳总辐射增多497.22 MJ·m-2。散射系数呈逐年减小趋势,线性倾向率为每10 年减少0.6。太阳总辐射与气温、蒸发、日照时数呈正相关,均通过显著性检验。太阳总辐射每增加10 MJ·m-2/a,年平均气温升高0.006℃,日照时数增加1.7 h,蒸发量增大1.2 mm。对太阳辐射增加的原因分析,人类活动造成的气溶胶含量减少可能是太阳辐射增加的一个原因。     

河西走廊太阳辐射时空分布特征及太阳能资源评估研究

利用1961—2020年河西走廊3个太阳辐射站和19个气象站资料,推算河西走廊各站太阳总辐射量,得出该地区太阳总辐射空间分布和时间变化特征,进一步采用相关系数法分析了太阳总辐射的气候影响因素。结果表明：(1)太阳总辐射空间分布在年及春、夏、秋季呈西北向东南递减,冬季呈西北向东南增加。(2)太阳总辐射在月际和季节分布上呈单峰型,5月最强,12月最弱,夏季最强,冬季最弱。(3)年太阳总辐射呈增加趋势,其线型倾向率为6.3 MJ/(m²·10 a),其中夏、秋、冬季总辐射呈减少趋势,夏季下降最明显,而春季呈明显增加趋势。(4)年、季总辐射都表现出2～3、5～6 a短周期及8～10 a长周期振荡。(5)太阳总辐射量与相对湿度、降水量、总云量、低云量及浮尘、扬沙、沙尘暴日数总体呈负相关,与气温和日照时数呈正相关。(6)河西走廊太阳能资源丰富程度和稳定度表现一致,都呈现为由西北向东南递减的趋势,资源相对丰富的地区稳定度也相对较高。     

近50年上海地区日照时数的变化特征及影响因素

基于上海地区11个气象站1960—2009年的日照时数、云量、水汽压、降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等气候统计诊断方法,分析了上海地区日照时数年际、季节的变化特征以及空间分布特征,并对影响日照时数的气候因子进行了分析。结果表明,1960—2009年期间,上海地区日照时数呈显著减少的趋势,其中夏季、秋季和冬季的日照时数显著减少,春季日照时数变化不显著。1980年是上海日照时数减少突变的时间点,是日照时数由正距平占优势转为负距平占优势的转折点。空间上,整个上海日照时数在过去50年均呈减少趋势,并且由北向南减少趋势逐渐减弱。上海年日照时数与降水量和降水日数呈显著负相关,年日照时数的减少与年降水量的增加有关。上海各季日照时数与云量、水汽压和降水基本都呈显著的负相关,夏季日照时数减少主要是由降水量的增加造成的,冬季日照时数的减少与水汽压和降水量的增加有关。     

近43a山西东南部日照时数时空变化特征及其影响因素

基于1976~2018年山西东南部11个地面气象观测站的逐月日照时数资料,分析了近43a山西东南部日照时数的时空变化特征,以及总云量、低云量、水汽压、降水量、雾日数和霾日数等气象因子对日照时数的影响。结果表明:山西东南部平均年日照时数空间差异显著,呈南北多、东西和中部少的分布特征;近43a年山西东南部日照时数呈显著减少趋势,气候倾向率为?71.9h/10a,2005年发生由多转少的突变;四季日照时数由多到少依次为春季、夏季、秋季及冬季,均呈减少趋势,其中春季趋势最小,秋季趋势最大;各月日照时数分布不均匀,5月最多,2月最少,除3月日照时数呈增加趋势外,其余各月均呈减少趋势,6月和9月的减少趋势最为显著;近43a总云量、雾日数、霾日数均呈显著增加趋势,而低云量、水汽压、降水量变化趋势不显著;雾日数增加是导致春季、秋季、冬季和年日照时数减少的重要因子之一,总云量增加是导致夏季、秋季、冬季和年日照时数减少的重要因子之一,降水量增加对夏季日照时数减少也有一定影响。      

基于卫星资料同化和LAPS-WRF模式系统的云天太阳辐射数值模拟改进方法

太阳能光伏发电已成为仅次于水电和风能的第三大可再生能源,光伏发电受云量时空变化的影响较大,因此准确模拟云天太阳辐射的时空变化对电网安全运行至关重要。围绕如何减小中尺度气象模式的云初始场误差,进而改进云天的太阳辐射模拟这一关键科学问题,本文通过研究基于卫星资料同化的LAPS（Local Analysis Prediction System）多时间层三维云分析同化方法,改进三维云结构,并将LAPS模式输出结果作为WRF（Weather Research and Forecasting）模式的初始场,模拟了2008年1月及夏季（6～8月）北京地区的总云量和总辐射的时空分布,重点分析了多云和有降水天气过程总辐射的模拟改进效果及其原因。结果表明,同化前后的总云量模拟值与观测值的时间变化趋势基本一致,但大部分时次总云量的模拟值低于观测值;大部分多云及降水时段同化后总云量模拟值较接近于实测值。1月晴天、多云天以及夏季晴天同化前后总辐射模拟值与实测值的时间变化趋势较一致,但同化前后两者的相关性差异不明显;晴天条件下同化前后总辐射模拟值均低于实测值,1月多云条件下多数时段同化后总辐射模拟误差减小不明显,与总云量的改进效果不显著有关。夏季多云、有降水及6月典型降水三种天气条件下同化前后总辐射模拟值与观测值的相关性稍差,同化后两者的相关性较同化前有所改进,尤其是6月典型降水过程改进效果较明显;同化前总辐射模拟误差较大,而同化后误差显著减小,尤其是6月典型降水过程同化后均方根误差和平均相对误差较同化前分别减小了102.6 W m-2和355.9%,最大相对误差减小更显著;同化后总辐射模拟误差小于同化前的比例高达75%,即大部分时刻同化后模拟误差小于同化前。多云和有降水天气过程总辐射模拟效果的显著改进与总云量的改进密切相关,即同化后总云量模拟值增加,云的反射和散射作用增强,导致模拟总辐射减小,即更接近于实测总辐射值。研究结果对于多云和降水天气条件下太阳辐射的模拟效果改进、太阳能资源客观评估以及光伏电站的发电量预测具有一定的科学和实际应用价值。     

43a来我国城市气候和太阳辐射的变化特征

利用1961-2003年气候观测资料和辐射资料,综合分析了我国10个城市43a的云量、日照百分率、相对湿度、气温、降水以及到达地面的太阳辐射等要素的变化趋势。结果表明：（1）43a来10个城市中,多数城市的总云量减少而低云量增加;（2）各城市的日照百分率呈减少趋势;除乌鲁木齐外,其他城市相对湿度呈减小趋势;各地气温都有所升高;降水量变化的地区性差别较大而总体上变化幅度不明显;（3）除昆明外,各地太阳总辐射呈下降趋势,且总辐射减少主要是由直接辐射减少引起的。由此揭示,43a来我国城市正经历着以变暖变干为主的气候变化过程,人类活动特别是工业化和城市化进程,对气候系统产生了重要影响。     

Decreasing trend of sunshine hours and related driving forces in Southwestern China

Total hours of sunshine are one of the most important factors affecting climate and environment, and its long-term variation is of much concern in climate studies. Trends of temporal and spatial patterns in sunshine hours and related climatic factors over southwestern China are evaluated for the period 1961–2009 based on data from 111 standard meteorological stations. The results showed that southwestern China is experiencing a statistical decrease of sunshine hours, at the rate of 31.9 h/10a during 1961–2009. The decline was particularly strong in summer, whereas it is nonsignificant in winter. Spatially, statistically significant decreases of sunshine hours mainly occurred in lower altitude regions, especially in the Sichuan basin and Guizhou plateau. Sunshine hours have a high correlation with wind speed, relative humidity, precipitation, cloud cover, surface downwards solar radiation flux, and cloud water content, with wind speed showing the strongest relationship to sunshine hours, implicit in the close correlation (temporally and spatially) between the two variables. Changing water vapor and cloud cover influence sunshine hours in southwestern China. In addition, the increased surface downwards solar radiation flux also made some contribution to a rise of sunshine hours during 1991–2009. The larger decreasing trends of sunshine hours at urban stations than rural stations may reflect the effect of urbanization on sunshine hours. Variations are dominated by the comprehensive functions of multiple factors owing to the complex nature of effects on sunshine hours.     

1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析

采用新疆天山地区55个气象站1961—2015年逐月气象数据,用Mann Kendall突变检验、基于ArcGIS的混合插值及偏相关分析对天山日照时数年、季节特征及影响因素进行分析。结果表明：①天山日照时数年及季节均呈减少趋势,天山各区域变化差异显著,山区及天山北坡变化趋势明显于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山区年日照时数突变时间为1985年、1980年和1988年,云量和降水是导致突变发生的主导因素。③新疆天山年日照时数由西向东逐渐增加,平原多、山区少,春季呈“东北部多、西南部少”,夏季为 “东北部多、西南部少”,平原盆地高于山区,秋季呈现“北少南多,东多西少”,冬季由南向北逐渐减少。④云量、降水是导致天山地区日照减少的主要因素,少云区日照时数较多,多云区日照时数较少,天山云量减幅或增幅区域,日照时数突变量变化明显。     

烟台市蒸发量变化趋势及影响因子

利用烟台市1971—2010年蒸发量、气温、日照、降水和总云量资料,采用线性回归、相关分析、小波分析、逐步回归方法,对蒸发量变化趋势及其影响因子进行分析。结果表明,烟台年蒸发量存在2～3年的主周期和4～8、8～12年的次周期变化,春季、夏季、秋季和冬季蒸发量分别存在3～5、5～7、7～11和2～4年的周期变化。平均相对湿度的增加和日照时数的减少是蒸发量减少的主要原因,而影响各季节蒸发量变化的气象因子各有不同。日照时数和总云量是影响夏秋季节蒸发量变化的最主要因子,秋冬季节的蒸发量主要受平均相对湿度、日照时数和总云量的共同影响。     

临汾市草面温度变化特征及影响因子分析

利用临汾市2007年-2011年2月的草面温度和相应的地面温度、气温、总低云量、降水、日照、风速等资料,采用数理统计、相关分析、一元线性回归分析等方法,对草面温度的日、月、季、年变化特征及其与各气象要素的关系进行分析。结果表明：①草面温度呈逐年上升趋势。月平均草面温度的最高值出现在7月,最低值出现在1月,年较差为33．7℃。②草面温度日变化呈现“降一升一降”的变化趋势。日平均草面温度最高值在春、夏、秋三季一般出现在13时,在冬季出现在14时,最低值在春秋季一般出现在6时,夏季出现在5时,冬季出现在7时。③草面温度与气温、地温均呈现明显的线性正相关。草面温度高于气温,草面温度的极端值振幅比气温的偏大;地面温度高于草面温度。④引起草面温度变化的气象因素较多,主要是低云量和总云量,其次是降水、日照和风速。