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。     

中国亚热带东部山区太阳直接辐射的计算和分布

本文以水平地面太阳直接辐射气候学计算为基础,考虑坡地影响讨论了坡地太阳直接辐射的气候学计算方法。分析了山区地形遮蔽对坡地直接辐射的影响。最后以南、北坡20°为例分析了我国亚热带东部山区坡地太阳直接辐射的时、空分布规律。     

中低纬度山地阴阳坡的季节性及其利用

在北半球,通常认为南坡即为阳坡;北坡即为阴坡。所谓阳坡,即日照时间长,接受辐射多的坡向;日照辐射相对少的坡向为阴坡。根据太阳照射时间和所接受的太阳辐射量计算分析,在中、低纬度地区的冬季,南坡是阳坡,北坡为阴坡;在夏季恰恰相反,北坡是阳坡,南坡是阴坡。太阳辐射能是绿色植物的唯一能量源泉,又是坡面上热量主要来源。因而对阴、阳坡的认识,关系到坡地资源合理开发利用。为此我们特对中、低纬度南、北坡辐射、热量季节变化作了粗浅分析。     

珠穆朗玛峰北坡特殊地形下太阳辐射特征的初步研究

2006年5月27日～6月30日,对珠穆朗玛峰北坡的太阳辐射和气象参数进行了综合测量,主要包括总辐射、反射辐射、大气辐射、地面长波辐射、净辐射、温湿度和风速等。珠峰北坡的各个辐射量和气象参数都表现出明显的、非对称的日变化规律。珠峰北坡的太阳辐射远高于我国的平原地区,总辐射大于太阳常数的现象经常被观测到。研究发现,各个辐射量在9时都表现了一日最大的增长率,并因此导致了此时段及以后时段气温的增加和风速的快速增长,因而珠峰北坡特殊的地形对于地面接收到的辐射特征以及通过辐射过程对气温、大气运动等都产生了非常显著的作用。研究特殊地形条件下的辐射特征、辐射-地表-大气之间的相互作用以及地表和大气对于辐射作用的响应是非常重要的,它将有助于对局地物质与能量交换过程深入、全面的了解。     

GRAPES模式中的坡地辐射方案及其对短期天气过程模拟的影响

为了改进太阳短波辐射参数化, 在非静力中尺度模式GRAPES (全球/区域同化和预报系统) 中考虑了坡地辐射 (SLOPE), 并着重讨论其在不同分辨率情况下对我国短期天气过程的影响.数值试验结果表明: 地形坡度和坡向对地表短波辐射 (GSW) 计算有较大的影响, 与没有考虑坡地作用的参考运行 (FLAT) 相比, 早晨和傍晚的GSW最小可减小60%以下, 最大也可增加60%以上, 比一天中其他时间和平均值大得多.在江淮流域一次梅雨锋降水过程中, 坡地辐射参数化方案的引入对降水模拟有较明显的影响, 特别在高分辨率 (6 km) 情况下, 降水的增加和减小不仅发生在GSW改变比较大的地区, 且与复杂地形有较好的相关性.另外, 由于地形坡度和坡向引起地表温度的改变与地表热通量的变化一致, 且也发生在地形起伏的多山地区.因此, 当水平分辨率较高且地形陡峭起伏时, 应当包含坡地辐射.     

贵州高原复杂地形下月平均日最低气温分布式模拟研究

在前人研究的基础上,对以前计算平均日最低气温的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下太阳总辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了复杂地形下海拔高度、太阳总辐射、日照百分率为参数的月平均日最低气温的分布式模型。应用100 m×100m分辨率的DEM数据、1960—2000年贵州省及周边102个气象站常规气象要素观测资料以及NOAA-AVHRR观测资料、10个气象站的太阳辐射量资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年平均日最低气温空间分布。结果表明:(1)局地地形因子对贵州地区月平均日最低气温的影响较大,月平均日最低气温纬向分布不明显。贵州高原复杂地形下年平均日最低气温大部分地区介于7.5～12.4℃之间,1月平均日最低气温大部分介于-0.6～4.1℃之间,7月平均日最低气温大部分介于15.6～21.3℃之间。(2)月平均日最低气温随海拔高度的增加而降低。南坡随坡度的增大而升高;北坡随坡度的增大而降低。在坡向影响上,1～5月、10～12月偏北坡月平均日最低气温偏低,偏南坡月平均日最低气温偏高;7～8月因太阳高度较高,因此出现相反的情况,北坡高于南坡。     

珠穆朗玛峰北坡山谷太阳辐射和大气的特征与分析

2006年5月27日～6月30日HEST2006大气科学实验对珠峰北坡山谷的辐射(总辐射、净辐射)和温、湿度、风等进行了综合观测.沿珠峰北坡山谷布设了3个观测站,3个测站的辐射、温度、风都表现出明显的日变化规律,它们在08:00或09:00(地方时,下同)达到极大值.3个测站总辐射和净辐射的日变化都七匕较一致.从日变化最大值出现的时间来看,各站的辐射通量早于气温,气温早于风速.3个测站中任意2站之间辐射(总辐射、净辐射)最大值之比与温度和风速最大值之比均比较接近.因辐射状况、地形结构、大气温度等不同,远离珠峰区域的风一天之内多次改变风向,靠近珠峰区域则24h都为南风.珠峰北坡山谷不同区域风向风速变化存在明显时差,南风强于北风,且持续时间长.研究表明,辐射能量对于珠峰北坡大气运动具有重要的驱动作用,是控制和改变其大气运动方式最基本、最重要的因子.净辐射在不同区域风向转变或风速变化过程中起着决定性的作用.     

东亚地区的地表面辐射平衡、热量平衡及冷热源问题的研究

本文是<我国辐射平衡、热量平衡及水分平衡的研究>工作中的一部份。根据我国七十多个日射台站1974年前的全部实测资料,推求出适合于我国实际情况的计算方法。计算了我国300多个台站的太阳辐射各分量(直达辐射、散射、辐射、总辐射)数值。同时设计了计算理论公式的计算图,求得了这些台站的有效辐射量,从而得到我国辐射平衡及其各分量。又根据我国六个台站热量平衡观测资料,得到土壤热交换量与气温变化的关系,确定了土壤热交换量。并采用和计算了与我国邻近的国外几十个台站辐射平衡各分量及研究成果。最后分析了东亚地区的辐射平衡、热量平衡及冷热源的时空分布。     

坡地坡向短波辐射参数化对不同天气过程的影响

为了改进太阳短波辐射参数化,运用考虑了坡地坡向短波辐射效应(SLOPE)的非静力中尺度模式GRAPES(全球/区域同化和预报系统),模拟和讨论了坡地坡向短波辐射效应在不同模式分辨率情况下对中国不同天气过程的影响.数值试验表明:(1)当水平分辨率较低且坡地平缓时,通常可忽略坡地辐射效应,但当水平分辨率较高且地形陡峭起伏时,则不能忽略;(2)在高分辨率(3 或6 km格距,下同)的情况下, 降水的增加和减少与坡地坡向引起的地表短波辐射(GSW)的减少和增加相对应,降水量的增减量大部分均为-5-5 mm;(3)在高分辨率的情况下,地表温度与地表热通量之间有较好的相关性,且大都发生在地形复杂的多山地区;(4)坡地坡向短波辐射效应引起的GSW、降水量、地表温度和地表热通量等要素的变化除了在地形复杂的多山地区比较明显之外,在其他地区也存在.这是由于考虑了坡度和坡向的作用后,影响了大气环流的变化,随着积分时间的增加,其他地区上述物理量也相应地存在一定的变化;(5)坡地坡向对短波辐射的作用,在降水量较小,云量较少的天气过程中,可以更真实地得到反映.因此,在地形复杂和水平分辨率较高情况下,需要考虑坡度坡向作用.     

地形起伏对模式地表长波辐射计算的影响

初步探讨了数值模式中次网格区地形起伏(高度、坡度)对长波辐射计算的影响。结果表明,地形高度的次网格变化对辐射计算结果的影响较小,其相对误差一般<2%,但不同分辨率的地形高度场会产生不同的坡度计算误差,低分辨率地形资料所计算的坡度分布相差不大,但坡度的量级存在较大偏差。地形的分辨率越高,实际计算结果的偏差越小。而高分辨率地形资料计算实例表明,地形坡度引起的区域相对辐射误差可达到10%以上。因此,在数值模式中,网格区地表长波辐射计算结果对地形起伏的敏感性应给予足够的重视。     

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。     

贵州坡地光合有效辐射的特征分析

根据光合有效辐射的气候学计算方法，分析了我省坡地光合有效辐射的时空分布特征。结果表明，省内各地的光合有效辐射值无论在地域分布上还是在季节分配上均存在较大差异，在实际应用中必须引起注意。     

丘陵山地总辐射的计算模式

本文根据对丘陵山地地形参数(平均坡向、坡度和地形遮蔽角)的数值模拟结果,应用试验观测资料,较详细地讨论了山地总辐射的理论计算模式。文中主要讨论了三个问题:山地总辐射理论模式的建立;模式参数的数值试验;模式在大别山南部局部地区的模拟结果及其分析。结果表明,山区总辐射受地形影响非常明显。本模式原则上适用于任何地区各种地形下总辐射的数值模拟。     

水平面辐射场的模式计算及结果分析

本文根据我国实际情况提出一个旨在不依靠地面辐射观测资料的水平面上实际辐射场的参数化模式。均匀地选取全国范围内74个站点,利用本模式计算了我国1、7月份水平面上总辐射、有效辐射和辐射平衡量,得到了一些有意义的结果。结果表明:本文提出的模式物理概念清楚、误差较小、简单实用。     

复杂地形下山西高原太阳潜在总辐射时空分布特征

针对太阳辐射在不同区域及地形地貌条件下的差异,借鉴国内外太阳辐射最新研究成果,考虑地形和大气衰减因子及各种可能的影响因子,基于数字高程模型提取坡度、坡向以及地形遮蔽因子,建立了山西高原太阳潜在总辐射计算模型,进而利用纵跨山西南北的3个辐射观测站的5年逐日太阳总辐射晴空观测资料对模型计算结果进行了检验分析,检验结果表明模型适用可行.利用该模型计算分析了山西高原太阳潜在总辐射的时空变化以及地形因子影响下的变化特征,可望为区域小气候变化以及区域植被、农作物所应用的小气候指标提供重要的基础条件.     

坡面辐射场的模式计算及结果分析

本文旨在建立一个不依靠地面辐射观测资料的坡面辐射场的计算模式。在全国范围内均匀地选取74个气象台站,计算了我国1、7月份8个坡向和8个坡度的坡面辐射平衡及其分量,并进行了分析,揭示了一些规律。     

太阳总辐射最佳倾角的时空分布

本文根据倾斜面上太阳总辐最佳倾角的角析表示式，利用平均太阳总辐射和直接辐月总量以及实际地表面反射率，计算分析了我国各月最佳倾角和最佳总辐射比的时空变化特征。同时对用天空散射辐射各同性模式计算倾斜面上总辐日总量的适用性问题亦作了简要讨论。     

太阳总辐射计算方法对比分析

利用全国27个气象站1971-2000年太阳辐射观测资料,按照经验公式法、多因子综合法和Prescoff公式法等三种计算方法对太阳总辐射进行了计算,并与实际太阳总辐射观测资料进行了对比分析.结果表明:经验公式法计算误差较小,但系数不易计算;多因子综合法易于计算,但误差相对较大;Prescoff公式法计算结果误差很大,不适用于太阳总辐射的计算.     

坡地上风的讨论

本文求解了孤立斜坡上大气的运动方程和热流量方程，揭示了坡地上风的运动变化规律，着重讨论了科氏力在坡风研究中的作用，计算了不同坡度、稳定度、纬度上坡风的强度。     

四川盆西北地区太阳总辐射的分布特征

本文筛选出了误差小的计算太阳总辐射的实用公式。计算了四川盆西北地区15个县(区)代表四季各月的太阳总辐射月总量。分析了四川盆西北地区太阳总辐射的分布特征,为四川盆西北地区国土资源的整治开发,为各种应用研究提供了太阳总辐射的可靠资料。