光合成有效辐射的观测和计算

一、前言地球上一切绿色植物进行光合作用、制造有机物质的能量,通常认为是取决于太阳光谱中380—710毫微米波长的辐射能。人们称此波段的辐射为光合成有效辐射(也称生理辐射)。过去都是用计算的方法来确定光合成有效辐射量的。六十年代苏联人计算光合成有效辐射的公式曾广泛被人们利用。该式为:Q光=0.43S 0.57D式中 Q光为光合成有效辐射的计算值;S为直接辐射;D为散射辐射。     

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％。     

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(?)     

再论总辐射的气候学计算方法(一)

本文系《再论总辐射的气候学计算方法》的第一部分。讨论以下几个问题: 1.用半理论半经验的方法推导了总辐射气候学计算的一般式,并证实了它与现有各种经验式的一致性。2.利用桂林和武进四年逐时的资料,讨论了天空遮蔽度n与S_1的相互关系及其作用。     

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。     

我国日光温室采光面最佳倾斜角的气候学计算及分布特征

计算分析了我国日光温室主要分布地区(30°N以北)温室采光面的最佳倾斜角及其对应的最大平均日总辐射量.结果表明,温室采光面的最佳倾斜角不仅与地理纬度有关,还与辐射状况有关.在此基础上绘出了我国日光温室采光面最佳倾斜角的等值线分布图,并给出了最佳倾斜角的简单确定公式.     

墙面可能晴天太阳辐射小时总量的计算与分布

以卡斯特洛夫公式为理论基础,得到各朝向墙面可能晴天太阳总辐射和直接辐射小时总量的计算方案,计算了我国704个气象站各月代表日各个朝向墙面的逐时辐射值,分析其变化规律,并讨论了最大1h辐射量的全国分布。结果表明：南墙晴天最大1h辐射量随纬度升高而增大,而且在冬季其辐射量在各墙面中最大;东、西墙受纬度因素影响相对较小,在夏季其辐射量在各墙面中最大。     

利用Nimbus-7行星反射率观测资料估算青藏高原地区的总辐射

本文利用1982年8月—1983年7月期间Nimbus-7行星反射率的月平均资料用“物理模式方法(Raschke and Preuss,1979)”估算了青藏高原及其邻近地区月平均地面总辐射的分布。得到的结果较好地反映了纬度、海拔与云量三个主要因子对总辐射分布的支配作用。根据高原及其邻近地区23个测站的资料,对总辐射的计算值与观测值进行了比较。统计分析表明,相关系数f=0.90,标准误差RMS=27w/m~2,平均绝对误差ABS=21w/m~2(相当于有效平均总辐射的11.7％)。文中还对误差来源和敏感性问题进行了讨论。     

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]。     

博州地区196 1—2006年太阳能资源的分析评估

根据太阳总辐射估算模型Q=Q0（a＋bS1）按月确定了博州地区邻近站伊宁的a、b系数,将其对应于博州地区4个站点1961～2006年逐月太阳辐射的计算,据此分析了全地区太阳总辐射的时空分布状况,并对太阳能资源按行业标准进行了评估。结果表明,46a来博州地区的太阳总辐射呈明显下降趋势,整体上冬季减少的贡献率最大;太阳总辐射与总、低云量、相对湿度、雨雪日数具有较好的相关性;造成博州地区太阳总辐射呈下降趋势的重要气候原因是：平均总、低云量,相对湿度,雨雪日数增加的综合作用;博州地区的太阳能资源较丰富,其开发利用的．综合条件较好。     

《T_(BB)图集及其应用》一书出版

由江吉喜、范梅珠等编著的《TBB图集及其应用》一书 ,已由气象出版社出版、发行。近年来在我国的天气和气候分析中 ,已经广泛应用了卫星红外辐射亮度温度 (TBB)资料。气象卫星观测的红外辐射亮度温度(TBB) ,定量地展示了云区和无云区相对应的许多重要天气系统特征。本书根据近几年来的应用研究 ,较为全面的介绍了它在天气分析、预报和短期气候监测及诊断预报中的一些应用方法。与此同时 ,计算和绘制了日本GMS观测区中 (6 0°S～ 6 0°N,80°E～ 1 6 0°W)最近 1 7年的年、季、月、旬、候总平均图 ,以及各年的季、月平均和距平图 ,总…     

请使用新的辐射计量单位

我国从1986年起,使用国家颁布的法定计量单位。但目前来稿中,仍有许多使用原来的辐射单位,有的则在新旧单位换算过程中产生了一些错误,给编辑工作带来了一些困难。这里我们给出了日射测量中应采用的新辐射计量单位,及其与旧单位的换算关系,请大家注意。 日、月、年总辐射量单位原采用cal.cm~(-2),辐射通量密度单位原采用cal.cm~(-2)·min~(-1)。而在国家颁布的法定计量单位中,cal属于应废除单位。新的总辐射量单位应为J·m~(-2),辐射通量密度单位应为W·m~(-2)。新旧单位的换算关系为: 1cal·cm~(-2)=4186     

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。     

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。     

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。     

中国各流域水量平衡的初步分析

在本文中作者制作了我国东半部水量平衡三要素的分布图,并进行了扼要的分析和讨论。各地的多年平均降水量(r)是根据实际观测的数据。多年平均自然蒸发量(z)的数值是根据下列布德科公式计算得来的(参考文献[6]):z=[R_0r/LthrL/R_0(1-chR_0/rL+shR_0/Lr)]~(1/2),式中 th,ch,sh 各代表双曲线正切、余弦及正弦;而 R_0/L=z_0是代表水源不缺条件下湿润地面的最大可能蒸发量,其数值根据作者前文(文献[1])计算的结果。多年平均迳流量(f)则根据水量平衡方程 f=r-z 间接求得。除了计算年蒸发量的分布以外,本文还计算出各季蒸发量的数值,但其精确度自然不及年量的计算。在本文中,还按17个不同流域进行水量平衡的计算和讨论,并绘成多年平均年迳流系数分布图一幅,其结果可与文献[9]相比较。     

用“A.I.D”方法作梅汛期雨量预报

一、“A.I.D”方法简介设有k个因子x_1,x_2…x_k,预报量是y,于是n次观测的全部资料可写成如下矩阵: “A.I.D”方法的第一步,依x_i;(i=1,2,…,k)的大小顺序,把y的资料排成有顺序的k个资料序列。考察它们的最优二分割,最优二分割相应的总变差记为S_i(i=1,2,…,K)。比较S_1,S_2…S_k,找出一个最小的,设S_(il)=(?),这就是说依x_(il)。的大小顺序来对y作最优二分割,可以使分割后两组内部的变差总和达到最小。然后对S_(il)所对应的二分割作一次F     

黔西南州太阳总辐射计算及其分布

探讨了在无辐射站的情况下,使用效果较好的经验公式(Q q)=(Q q)0(a bs)来间接计算黔西南州太阳总辐射,在拟合经验系数时,考虑黔西南州的气候特点和地理位置等,采用昆明和贵阳的实测辐射值拟合经验系数;经验系数的确定不但与气候带有关,还与季节有关,因而拟合了12个月的经验系数,计算精度大大提高。并计算黔西南州1970—2005年逐年逐月太阳总辐射值,发现其太阳总辐射值在4217.18~4660.54M Jm-2之间,太阳能资源位于贵州省前列,具有较大的开发利用潜力。     

对流层下部雨滴谱分布

本文讨论了Г(D)函数n(D)=ADαe-λD一阶、二阶、三阶原点矩与分布参数λ、α的关系。得出由实测雨滴谱算术平均直径D1、均方根直径D2、均立方根直径D3的比值k1=D1/D2、k2=D2/D3求取α的关系，进而可求出Г(D)函数的其它参数A、λ。通过机载二维降水粒子探头（2D-P）获得的空中雨滴谱资料计算表明:由k1、k2求得的参数α1、α2多数是接近的，可以用一个介于α1～α2的值α来近似。本文选取α=2对实测值进行拟合，并和广泛采用的Marshal-Palmer公式(α=0）进行了比较。结果表明:用α=2拟合不仅相关系数R、相关显著水平K较α=0拟合的对应值有明显提高，而且拟合的特征值，如D1、D2、D3、雨水含量Q、雷达反射率因子Z都更接近于实测值，即用三参数（A、α、λ）来表征雨滴谱比双参数（A、λ）要精确得多。     

基于卫星遥感的新疆地表太阳总辐射估算

为了实现地表太阳总辐射合理的精细化模拟,本文尝试将天文辐射分布式理论模型和总辐射气候学经验模型相结合,引入重采样后的FY-2G卫星遥感总云量资料,建立了基于卫星遥感数据的地表太阳总辐射估算模型,并以气象站点稀疏的新疆为例,完成年、季地表太阳总辐射的精细化空间模拟,同时对模拟结果进行分析和检验。结果表明:(1)新疆区域年天文辐射量由南向北递减,大致以天山为界,天山以南区域的年天文辐射量高于10 000 MJ·m^-2,天山以北低于9750 MJ·m^-2,三大山脉对天文辐射的影响非常明显;(2)基于条带状重采样后的FY-2G总云量建立的日照百分率模型,其模拟的新疆区域平均绝对误差14.4%,且空间分布更加客观;(3)新疆"单站单月式"地表太阳总辐射气候学估算模型中,相关系数在夏半年较高,冬半年略有下降,且a、b系数的互补关系较为稳定;(4)从地表太阳总辐射检验结果来看,全区地表太阳总辐射的均方根误差年平均3.08 MJ·m^-2,模拟结果夏半年好于冬半年,南疆好于北疆,其中乌鲁木齐误差最大;(5)新疆年地表太阳总辐射整体表现为由西北向东南逐渐增加的空间分布,南疆盆地的总辐射量高于北疆盆地,天山山区西部为低值中心,而春、夏季总辐射由西向东呈经向分布,秋、冬季则呈纬向分布。