试论总辐射的气候学计算方法

本文通过对现有各种总辐射计算公式的讨论,证实了Q=Q_0f(S_1,n)及Q=S_0φ(S_1,n)的一致性;讨论了常见的沙文诺夫-易斯川姆式中系数K的物理意义及其影响因子;分析了在我国具体条件下,日照百分比和平均总云量之和不等于1的原因及其年变程。最后,根据我国日射资料(1958—1960年)各自分别地得出计算月平均总辐射日总量Q,直接辐射量S’和散射辐射量D的经验式,然后使之满足Q=S’+D,并以此相互验证各自的计算精确性。     

青藏高原的辐射平衡

式中R为辐射平衡量;Q为到达地面的太阳总辐射量,是直达辐射量S与散射辐射量q之和,即Q=(S q);r是地面反射辐射量,是总辐射乘反射率,即r=aQ;E为地面有效辐射量,是地面放出的长波辐射u与大气给地面的逆辐射G之差,即E=(u-G)。 随着科学工作的开展,青藏高原对大气环流和天气、气候的影响,已越显重要。因此研究青藏高原的辐射平衡,不但对工农业生产和国民经济建设提供热量资源的依据,有实用价(?)     

漠河地区臭氧的观测和计算

1997年3月上旬,在黑龙江漠河地区对地面和整层臭氧、太阳辐射等进行了短期观测,以初步了解该地区臭氧和辐射的变化规律以及它们之间的相互关系.研究发现,漠河地区近地面臭氧日变化明显,其峰值出现在每日10:00(北京时间)左右,并早于紫外辐射(UV)峰值出现时间.整层大气臭氧总量的日变化特征不明显.基于UV能量守恒,建立了臭氧与其影响因子-光化学、散射、UV等因子之间较好的定量关系和经验模式,并将其用于计算地面、整层大气臭氧小时值和日平均值.结果表明,计算值与观测值吻合的都比较好,它们相对偏差的平均值分别为:地面臭氧小时值(11.9%)和日平均值(9.0%);整层大气臭氧小时值和日平均值-7.4%、1.8%.因此,地面和整层臭氧的经验算法是合理和可行的.利用散射辐射/直接辐射(D/S)和散射辐射/总辐射(D/Q)可以描述大气中的物质如气溶胶、云等的散射作用.采用D/Q表示散射作用可以提高地面臭氧和整层大气臭氧计算的准确度,特别是对云量较大的情况.       

关于沙文諾夫-昂斯川姆經驗公式中系数k值对我国情况的修改

近年来,在苏联热量平衡的研究中,曾利用沙文诺夫-昂斯川姆经验公式计算地表面的总辐射:Q=90[1-(1-k)n].(1)式中Q和Q_0分别为实际情况下和晴空情况下的总辐射;k为全天有云时Q与Q_0的比值,这里只考虑了年平均k值随緯度的变化;n为以分数表示的平均总云量,通常利用该公式确定总辐射。月平均值时,误差为10％;年平均误差小于5％。     

广西生理辐射与光合潜力

据太阳光谱研究,植物在光合作用过程中,只同化太阳辐射波长中的0.38-0.71微米波段的辐射能。植物吸收的这部分可见光带,称之为“生理辐射”或“光合有效辐射”。显而易见,生理辐射是光质、光量和光时的综合指标量,是揭示一个地区光资源丰富与否的重要对象之一。因此,研究生理辐射的强度及其分布规律,是提高光能利用率增加产量的一个基础研究工作。目前,对生理辐射研究甚少,还没有直接观测资料,通常采用间接的方法来获取生理辐射。本文,从农业生产需要出发,首先建立了旬直达辐射和旬散射辐射量的气侯学计算公式,然后采用了叶菲莫娃分光计算方法(Q_(gh)=0.435+0.57D),得到了广西     

新疆主要棉区光合有效辐射,光温生产潜力的估算,分析

利用新疆８个气象站近３０年的总辐射、直接辐射、散射辐射和日照时数的资料,分析了公式Ｑｐ＝ａＱ中比例系数α的变化特征,按月给出了全疆光合有效辐射的计算公式,计算了主要棉区的光合有效辐射;并结合６个气象站的温度资料估算了新疆主要棉区棉花的光温生产潜力。     

总辐射光当量及其在光气候计算中的应用

本文根据1983—1984年全国14个不同气候特点的日射站每日逐时照度与日射同步观测资料计算了总辐射光当量值,提出用纬度、海拔高度、地面平均绝对湿度和日照时数建立计算总辐射光当量的多元回归方程。用14个测站全年和各月平均总辐射光当量值检验所建立多元回归方程计算的相应总辐射光当量值表明,计算值的相对误差均小于10％。 我们用14个测站资料建立的计算总辐射光当量回归方程计算了全国464个测站的总辐射光当量值。总照度可由总辐射光当量与总辐射的乘积获得。根据各测站的总辐射光当量和总辐射值,便可计算出这些测站的光气候值,绘制我国光气候图。     

我国有效辐射的气候计算及其分布特征(下)——地面有效辐射的经验计算及其时空分布

本文在上文基础上,进一步探讨了地面有效辐射的经验计算方法。根据Берлянд,М.Е.和Берлянд,Т.Г.理论公式推导出简化的经验公式。该式结构合理,使用方便。计算全国101个站的有效辐射与[1]的计算结果基本一致。文中还给出了全年各季代表月份地面有效辐射的全国分布图,并对地面有效辐射的年变化进行了分型和区划。我国有效辐射分布的一般规律是高原大于平原;干燥区大于湿润区;北方地区夏季大于冬季;青藏高原东南部地区冬季大于夏季;江淮流域的广大地区全年变化很小。     

青藏高原有效辐射任意时段总量的气候计算方法探讨

本文在分析常见经验公式优缺点的基础上,讨论了有效辐射的计算方法问题。根据简单的物理考虑,从几种计算方案的比较中提出了计算青藏高原有效辐射任意时段总量的经验公式。该法具有意义明确、计算简便、精确度较高等优点,最适于高原面上推广。根据此式已计算并绘制出有效辐射日总量以及三日、候、旬、月总量的样图。     

地面长波辐射量的计算及云对其影响的初步分析

本文讨论了有效辐射量的各种计算方法,比较了它们的精度,并使用海口、南宁、赣州、汉口、上海、北京、太原七个日射站1959—1964年的逐日日射资料和辐射平衡资料,计算了晴天大气逆辐射和有效辐射,並建立了我们的计算式。同时,选取高、中、低云云量分别为10时的资料,计算了云对大气逆辐射及有效辐射的影响,进而分析了我国东部地区全年各月的长波辐射特征。     

青藏高原有效辐射日总量的气候学计算

本文以青藏高原气象科学实验(1979)的资料为基础,试图研究高原有效辐射日总量的直接计算方法。作者分析了高原等6个测站各长波辐射日总量的相互关系及其垂直分布特征,以及有效辐射日总量与云量的关系,提出了高原有效辐射日总量的通用计算公式。该式计算的相对误差情况是:晴天—6.5%,少云—8.1%,昙天—8.8%,多云—11.5%,阴天—19.0%;平均为10.8%。     

西安城市对太阳辐射的影响

通过对西安30年实测太阳辐射资料的分析得出大气污染对太阳辐射的影响十分显著,主要表现为自70年代以后直接太阳辐射、总辐射显著减少,散射辐射明显增加,同期西安郊县直接太阳辐射、总辐射和散射辐射呈递减趋势,变化幅度小于西安市。谱分析表明,直接辐射减少、散射辐射增大与耗煤量密切相关。利用西安和郊县30年实测日照、云量资料计算郊县太阳辐射各分量,西安直接太阳辐射和总辐射值小于郊县而散射辐射与总辐射比值D/Q最大,城市有混浊岛效应。     

浙江省太阳辐射计算及分布特征

太阳辐射是重要的农业资源和立地环境,目前主要依靠公式计算获取,因此选择适当的计算方法是必要的。论文通过比较国内外5种太阳总辐射气候学计算结果与太阳辐射观测值,其方差平均值大小顺序为：孙治安经验公式〈朱志辉经验公式〈左大康经验公式〈翁笃鸣经验公式〈埃斯屈朗方程,因此选择孙治安经验公式Q=Qn[c＋（1-c）s]为浙江省太阳总辐射的最佳计算公式。分析计算结果表明,浙江省年太阳总辐射在4332．19～4870．66MJ·m-2之间,东部沿海多,北部、西部少;多年平均年变化值呈双峰型变化,7月最大,12月或1月最小,6月份为一相对低值;以杭州站为代表分析其气候变化,发现太阳总辐射平均每10a下降20MJ·m-2。浙江省年光合有效辐射在2060．16—2310．07MJ·m-2之间;多年平均年变化呈单峰型或弱双峰型变化,分布特征与太阳总辐射类似,年际间光合有效辐射波动较小,趋势变化持平。     

中国坡地太阳直接辐射分布特征

本文经简单变换将坡地太阳直接辐射计算式化为S_(αβ)=K(αβ)·S＇,其中S＇为水平地面太阳直接辐射日平均辐照度;K_(αβ)为坡地直接辐射换算系数。文中着重分析了K(αβ)随坡向、坡度、纬度和季节的变化特征,给出了计算南、北坡最热坡度的表达式。最后计算出我国211个站点全年各月坡地太阳直接辐射日平均辐照度,并以南、北坡20°为例分析讨论了坡地太阳直接辐射地理分布特点。     

我国有效辐射的气候计算及其分布特征(上)——地面有效辐射理论计算方法的探讨

本文在分析Верлянд,M.E.和Берлянд,Т.Г.理论公式的基础上,对该式进行了买用化处理,得到了适用于我国的有效辐射气候计算公式。该式具有物理意义明确,计算精度较高,普适性好等优点、在有计算条件并具备探空资料的地区,是一种较理想的地面有效辐射气候计算方法。     

山东省太阳辐射的计算及其分布

通过对国内外太阳总辐射气候学计算方法的分析对比,确定Q=Q0(a bS)为山东省太阳辐射最佳计算公式。根据济南、福山、莒县1961~2000年历年各月的总辐射和日照百分率,采用最小二乘法拟合出公式中各月的经验系数,并计算了山东省各地的月太阳总辐射。结果表明:山东省太阳总辐射年变化都表现为5月最大,12月最小。年太阳总辐射在4488~5692 MJ.m-2之间,北部多,南部少,其中年总辐射最大值出现在鲁北的庆云,其值高达5692 MJ.m-2,最低值出现在鲁西南的曹县,其值为4488 MJ.m-2。     

广东省太阳辐射候总量计算及光能利用分析

太阳辐射能的研究,愈来愈受到人们的重视。本文讨论了太阳直接辐射和散射辐射候总量的计算方法,并分析了本省的光能利用率和光合生产潜力。 一、直接辐射和散射辐射候总量的计算 碧空条件下,直接辐射和散射辐射日总量的理论计算式可写成:     

用卫星资料计算我国东部地区晴空太阳辐射

根据光的多次散射理论的离散纵标法，利用我国东南沿海地区探空站的资料，计算出不同高度上分谱段的太阳直接辐射和向上，向下散射辐射，与相应时刻的卫星测值（可见光，红外通道S－VISSR计数值）进行逐步回归拟合，建立晴空状况下卫星测值与大气中各高度太阳直接辐射和攻射辐射的统计模式，并将拟合方法进行稳定性检验，据此可以利用卫星资料计算各高度分谱段的太阳直接辐射和散射辐射。     

华北地区光合有效辐射的计算方法研究

2004年9月—2006年10月,选择华北地区的4个观测站开展了太阳辐射（光合有效辐射PAR、可见光辐射VIS、总辐射Q等）、气象参数等的综合测量,得到了PAR、VIS等的变化特征,结果表明：PAR/Q、VIS/Q、PAR/VIS相对稳定,有明显的日、逐日和季节变化,并受到水汽、散射因子、云等因素的影响。2004—2006年禹城、栾城、香河、兴隆地区VIS/Q,PAR/Q和PAR/VIS的平均值分别为0.39,1.95 mol/MJ和4.97 mol/MJ;0.39,1.94 mol/MJ和4.95 mol/MJ;0.43,2.16 mol/MJ和4.97 mol/MJ;0.42,2.03 mol/MJ和4.89 mol/MJ。建立了计算华北地区实际天气PAR、VIS小时累计值的经验公式及PAR与VIS转换关系式,计算值与观测值符合得都比较好。考虑水汽和散射因子时,PAR、VIS计算值与观测值的相对偏差分别为13.0%、12.4%。由于某些站点可能缺少直接或散射辐射,也可以只考虑水汽因子,此时,PAR、VIS的相对偏差分别为13.2%、12.8%。对于PAR、VIS的传输和计算来说,水汽因子的作用最为重要;散射因子的作用虽弱于水汽因子,但也不应该忽视。     

1982年8月—1983年7月青藏高原地面热源强度跃变事实及其现象

1、地面热源强度资料及其计算 地表热量平衡方程为 B=P+LE+H(1)其中B为净辐射值,P为感热,LE为潜热(或蒸发凝结热),H为土壤热通量。 或 B-H=D+LE(2)B-H即为地面热源强度或地面加热强度。其中B-H>0,地面为热源;B-H<0,地面为冷源。依据相似理论,用通量廓线关系计算了拉萨、那曲、改则三站的感热和潜热通量值,辐射平衡用实测值,地表热通量则用5cm,10cm深度的土壤热通量外推得到。从而由(2)式可得到上述三站的地面热源强度。具体计算方法及其计算误差详见[2]。