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。     

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     

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。     

复杂地形下黑河流域的太阳辐射计算

基于数字高程模型(DEM)数据,在充分考虑了地形因子对太阳直接辐射和散射辐射的影响后,实际计算了起伏地形下黑河流域的太阳辐射。在忽略地表和大气之间的多次反射后,地表太阳总辐射计为三项:按起伏坡面上实际入射角考虑的太阳直接辐射、经过下垫面天空视角因子订正的坡面天空散射辐射和考虑周围地形反射效应的附加辐射。计算结果表明:局地地形起伏对太阳直接辐射、总辐射空间分布的影响非常强烈,使得复杂地形下不同坡向间总辐射和直接辐射平均计算差额十分显著,且太阳天顶角从较小增大至中等大小时,这两种平均计算差额均加大一倍多;在较小和中等大小太阳天顶角下,不同坡向间总辐射平均计算差额,均较相同条件下直接辐射平均计算差额为小,这是因为总辐射还包括了天空漫射和邻近地形反射辐射因子,这两个因子和坡面上太阳入射方位的变化共同影响地表入射太阳辐射;起伏地形主要使得太阳辐射在局地区域内背阴、向阳坡向间发生显著的重新分配。因此,在复杂地形地区进行太阳辐射计算时必须考虑地形的影响。     

杭州太阳总辐射特征统计及气候学经验计算

引用当前研究太阳总辐射气候学计算的基础公式,采用最小二乘法分析近40年杭州的辐射观测资料,得到了计算杭州太阳总辐射的经验公式,并对其进行误差分析。该经验公式的误差计算值可供审核参考。根据对历史辐射资料的分析结果,阐述了近年来杭州太阳总辐射的变化特征及引起变化可能的原因。     

中国不同时间尺度地表太阳总辐射估算研究

利用全国95个气象站点逐日地表太阳总辐射和日照时数资料,通过最小二乘法拟合回归建立地表太阳总辐射气候学计算模型。通过对比分析以日值和月值为起点的地表太阳总辐射计算模型的精度,确定了全国不同省份和区域的不同时间尺度（月、季节、生长季和年）地表太阳总辐射计算模型,并探讨了经验系数a、b值的分布及变化特征。结果表明,以日值和月值为起点建立的月、四季、生长季和年地表太阳总辐射计算模型精度无显著性差异,相对误差均低于8.5%,但以日值为起点的计算模型a、b值变异性更小。在以日值为起点建立计算模型的前提下,全国各地a、b值自西北部向南部减小,且从四季到生长季再到年尺度,随着时间尺度增大,a、b值振幅减小。根据不同省份年地表太阳总辐射计算模型经验系数a、b值,全国可划分为新甘蒙地区、青藏高原地区和中东部地区3个区域,分别确定了每个区域四季、生长季和年尺度下地表太阳总辐射计算模型。各区域不同时间尺度地表太阳总辐射计算模型均通过了显著性检验（p<0.01）,其中青藏高原地区和新甘蒙地区模型相对误差低于8.0%,模拟精度较高。     

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.     

晴天地表太阳辐射的参数化

讨论了晴天地表太阳总辐射和地表太阳净辐射瞬时值的参数化方法。首先利用辐射传输模式和中纬度夏季标准大气廓线,分谱带计算晴天各种大气条件下地表反射率取定值时的地表太阳总辐射,并把所得的结果作为标准资料,提出参数化方案。然后将地表反射率的影响作为误差项进行订正,从而得到各种地表反射率条件下的晴天地表太阳净辐射的计算方法。该方法的拟合精度较高,拟合值与辐射模式标准值的平均相对误差在0.3%以下。该参数化公式可以用于大尺度数值模式中地表辐射平衡的计算,以期达到地表辐射平衡计算与模式积分同步进行的目的。     

南京地区紫外辐射初步研究

采用简化型辐射传播模型计算了南京地区到达地表的太阳紫外辐射（ＵＶ辐射）,同时根据地面紫外辐射的观测资料分析了南京地区紫外辐射的年变化、晴天与阴天的变化规律及与太阳总辐射的关系。     

太阳辐射各因子的变化对太阳紫外辐射的影响

利用北京地区１９９０年太阳分光辐射的观测资料，计算了影响太阳紫外辐射的各因子的变化所引起的太阳紫外辐射的变化。当臭氧、水汽、气溶胶分别减少５％时，到达地面的太阳紫外辐射将分别增加０．８４％、０．２７％和１．９０％。在分析太阳紫外辐射的变化趋势时，应当全面考虑各个因子的影响。     

基于DEM的广东山地高分辨率太阳辐射模拟研究

对已有太阳总辐射模型进行改进,并利用MODIS产品取代地表反照率经验公式,在更小积分步长内进行计算,开发了复杂地形下太阳总辐射高分辨率模拟模型。应用1 km分辨率的数字高程模型(DEM)数据以及常规气象资料,对广东2个辐射站的太阳总辐射进行验证。结果表明:(1) 所建立的分布式太阳辐射模拟模型能准确模拟广东省太阳总辐射分布状况,模拟值与实测值吻合较好;(2) 研究区域四季辐射中的夏季辐射最高,秋季次之,冬季最低,年均太阳总辐射为2 893～4 655 J/(m2?s),平均值为4 167 J/(m2?s);(3) 大范围区域而言,广东夏、秋、冬季太阳总辐射的纬向分布十分显著,但从局地区域看,地形是影响太阳总辐射的主导因子。太阳总辐射是各种作物最基本也是最重要的能量来源,在小网格尺度上进行的精细化太阳总辐射计算可为多种作物的布局和种植规划提供重要的基础数据。      

江苏省太阳总辐射的分布特征

利用江苏省淮安、南京、吕泗3站的逐月太阳总辐射资料和70个气象站的月日照百分率资料,采用气候学计算方法,计算并分析了全省各地逐月的太阳总辐射分布,指出江苏省太阳总辐射的季节分布特征是冬少夏多,春秋适量;太阳总辐射区域分布是北多南少;太阳总辐射的年变化呈现明显的双峰型分布,最大峰值分别出现在5月和7月下旬—8月上旬,6月下旬—7月上旬出现一个相对低谷阶段,恰好与江淮梅雨期多阴雨天气相对应。本文的结论为江苏省太阳能资源的开发利用提供了科学依据。     

青藏高原北部及其邻近地区太阳加热率和大气红外冷却率

利用中分辨率辐射计算模式(MODTRAN3)和青藏高原北部及其邻近地区格尔木、哈密、酒泉三站的探空资料，对各站点夏季太阳直接辐射、向下总辐射和净辐射进行了计算，并进一步计算了大气的太阳加热率和红外冷却率。分析了青藏高原北部及其邻近地区的加热率和冷却率的一些特点。结果表明，青藏高原北部及其邻近地区加热率在llkm高度附近有最小值，夏季红外冷却率在llkm高度附近取得最大值，太阳天顶角的变化对太阳加热率有较强的影响。     

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。     

中国西部干旱地区太阳直接辐射通量密度与大气质量的关系

本文根据中国西部干旱地区大气物理状态(大气可降水量和大气浑浊度)的变化范围,利用太阳直接辐射通量密度的理论计算公式,计算了各种大气透明系数状况下的太阳直接辐射通量密度。计算结果表明,大气质量m=2时的透明系数P_2和m相同时,由于水汽和气溶胶的含量配置不同而引起太阳直接辐射通量密度的差异,在辐射日变程的主要时段(m=1-3)内并不大。于是得到各种透明系数P_2状况下太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的平均关系。不同海拔高度比较,当透明系数P_2相同时,各自的大气物理状态虽然不同,但m相同时的太阳直接辐射通量密度基本相同。现有的表征太阳直接辐射通量密度值和大气质量联系的关系式都不能很好地描述计算结果。根据太阳直接辐射通量密度随大气质量变化的特性,我们提出了新的关系式。最后,整理了不同拔海高度和不同地理景观的四个日射站(西藏那曲、青海格尔木、甘肃敦煌和民勤)的多年观测资料。经验计算结果与观测值比较,一致性良好。     

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。     

吉林省太阳能资源及其利用区划的探讨

本文利用1961-2006年长春和延吉两站逐月的太阳辐射资料、全省各个气象站同期的日照百分率和水汽压资料,以及吉林省各地的海拔高度和经纬度资料,计算了全省各地各月及年的太阳总辐射值。利用太阳总辐射计算值分析了全省太阳总辐射的时空分布特征,并对太阳能资源进行区划。分析得出,吉林省月、年平均太阳总辐射呈逐年减少的变化趋势;年太阳总辐射基本呈东少西多的空间分布特征;在太阳能资源区划中,白城市、松原市、四平市、长春市西部、通化市西北部以及白山市大部太阳能资源属于三级,长春市北部和东部、辽源市大部、吉林市、通化市大部、白山市北部和延边州大部属于四级。     

应用Penman公式对江西省太阳总辐射变化特征的探讨

利用1961～2000年赣州站、南昌站的年太阳总辐射与相关气象要素资料,结合Penman公式,运用6种计算净长波辐射的方法估算了两站的年太阳总辐射;建立了估算该地区年太阳总辐射的绝对误差权重法（Method of Absolute Errors,MAE）,并给出了适用于江西省的绝对误差权重系数,以此方法计算了江西省其他76站的年太阳总辐射;并分析了该地区年太阳总辐射的时空分布特征及其变化趋势,发现：（1）1961~2000年间,江西省大部分地区太阳总辐射在3800～4400 MJ·m-2·a-1;南部偏东地区较大,且存在有一大值中心;西部地区为江西省太阳总辐射最小的地区;（2）40年间,江西省年太阳总辐射呈明显下降趋势,每10年减少143.70 MJ·m-2。78站中,有63站的太阳总辐射的下降趋势通过了α=0.05的显著性检验,8站表现为上升趋势;江西省北部及南部地区太阳总辐射下降较大;中部地区下降相对较小,且在鄱阳湖东侧有一低值中心。     

黄土高原地区太阳辐射时空演变特征

利用太阳总辐射和日照时数等资料,获得了计算黄土高原地区日太阳总辐射的统一公式,并进而计算和分析了该区39个站点1961～2000年共40年的月、季、年太阳总辐射的时间序列和空间趋势特征.结果表明,在研究时段内,黄土高原地区年太阳总辐射均值呈明显减少趋势,全区平均每10年减少81.7 MJ·m-2.夏季和冬季太阳辐射减少趋势尤为明显,春秋季下降趋势较微弱;年太阳总辐射仅在陕北、晋北和陇东等个别台站呈微弱增加趋势,其余大部分地区均呈减少趋势,其中山西大部、内蒙南部和河南北部减少趋势最明显.     

复杂地形对计算地表太阳短波辐射的影响

首先利用数字高程数据(DEM)、大气辐射传输模式6S以及野外观测资料计算了复杂地形(青藏高原)上地表入射太阳辐射,然后计算不考虑地形产生的地表辐射的计算误差,对误差进行归一化后得到相对辐射误差.结果显示,相对辐射误差的标准差(即相对地表辐射计算误差绝对值的统计平均值) Se随太阳天顶角的增加呈指数增长,随高度标准差的增加几乎呈线性增长,随数字高程数据的分辨率(或卫星资料的分辨率)降低而降低.利用分步拟合方法拟合了Se随太阳天顶角、高度标准差和数字高程分辨率的变化.利用拟合方程可以计算任意地形条件下,不同分辨率的卫星(或数字高程)资料在不同太阳天顶角情况下,不考虑地形复杂性产生的平均地表入射太阳辐射的计算误差,结果表明,使用中分辨率的卫星(如MODIS)资料计算地表太阳净辐射时,需要考虑地形复杂性.