太阳紫外/光合有效辐射表标定方法探讨

平流层臭氧层变薄导致地面紫外辐射增加,紫外辐射的生态、气候学及环境效应使太阳紫外辐射的观测研究逐渐成为辐射研究的前沿问题。地基紫外辐射联网观测是获得紫外辐射时空分布的基础,而定期进行辐射表的标定是获取正确的、具有可比性的观测数据的基本保证。利用USB2000紫外/可见辐射光谱仪,采用标准灯传递能量的标定方法建立了紫外辐射表和光合有效辐射表标定系统,标定后的紫外辐射表不确定度为5%,光合有效辐射表不确定度为5%,能够很好地满足世界气象组织标准。该标定方法简单易行、运行费用低且精度较高,能够很好地进行中国辐射观测网中紫外与光合有效辐射表的标定工作。     

国产地球辐射表长波滤光罩性能的测试研究

滤光罩是地球辐射表的关键部件, 其性能直接影响着该仪器的性能与质量.利用LOWTRAN 7和国产各种滤光罩实测的光谱透射比数据, 对不同的模式大气下各滤光罩有效透射比等性能指标进行计算, 并与Eppley罩的研究情况作了对比.结果表明, 国产罩的各项性能指标并不次于Eppley罩.     

光合有效辐射和紫外辐射测量标准的性能验证

2010年中国气象局建立了气象行业光合有效辐射和紫外辐射测量标准.标准建成后,标准器的各项技术性能指标必须经过实际测试来验证.通过对光谱辐射计的波长精密度、准确度、杂散光、重复性、稳定性、探头余弦响应等参数的测试验证,以及对整个标准的测量误差来源及不确定度的分析和评定,得以验证紫外辐射测量标准DTMc300双单色仪光谱辐射计满足世界气象组织(WMO)相关规定的技术指标要求.     

三江平原地区光合有效辐射观测研究

利用2005~2011年的太阳辐射观测资料分析三江平原地区光合有效辐射(Qp)的时间变化特征及其与总辐射(Rs)比值(Qp/Rs)的变化规律,结果表明,Qp与Rs具有相同的季节变化特征;Qp日累计值的变化范围为60.47~0.11 mol m-2 d-1,年均值为23.76 mol m-2 d-1。Qp/Rs的变化范围为1.52~2.07 mol MJ-1,年均值为1.91 mol MJ-1。Qp/Rs和Qp季节变化一致,两者都是夏季最大,春秋次之,冬季最小。通过利用2011年的Qp观测数据、大气质量数与晴空指数的相互关系,建立了适合于估量三江地区Qp的经验方程,估算值与观测值的相对误差在5.7%以内。     

张掖地区的光合有效辐射特征

光合有效辐射(PAR)是植物进行光合作用的重要能量来源。本文利用HEIFE期间在临泽(FOP)和张掖(BOP)取得的太阳分光辐射资料，分析研究了张掖地区的光合有效辐射。结果表明：张掖地区晴天PAR在太阳总辐射中所占的比例在0.419-0.426之间。季节变化不明显；多云天气条件下比值大于晴天，且有较明显的季节变化，夏季大。冬季小。文中还根据实际观测资料拟合得到了张掖地区PAR的经验公式，据此估算和讨论了张掖地区PAR的分布情况．     

兴隆地区光合有效辐射计算方法

2005年9月11日至2006年9月2日,在河北省兴隆县对太阳辐射（光合有效辐射SPAN、可见光辐射SVIS、总辐射Q等）、气象参数进行了4次综合观测,初步得到了SAR、SVIS等的变化特征。小时累计之比SPAN／Q、SVIS／Q、SPAR／SVIS。相对稳定,其平均值分别为2．03mol／MJ、0．42、4．89mol／MJ,同时它们都表现出明显的日、逐日、季节变化特征,并受到水汽、气溶胶、云等因素的影响。建立了实际天气计算SPAR、SVIS的经验公式及SPAR与SVIS转换关系式,计算值与观测值符合得较好。在考虑水汽和散射因子时,SPAR、SVIS计算值与观测值的相对偏差分别为13．3％、12．1％。限于实际情况,也可以只考虑水汽因子,此时,SPAR和SVIS的相对偏差分别为13．8％、12．4％。对于SPAR、SVIS的传输和计算来说,水汽因子具有重要作用,气溶胶因子的作用虽弱于水汽因子,但仍需考虑。     

拉萨光合有效辐射的变化趋势及其估算方程的建立

利用2005年1月-2010年12月中国生态研究网络拉萨农田站的观测数据,分析了拉萨地区光合有效辐射Qp的变化特征.结果表明,拉萨地区的Qp与太阳总辐射Rs具有相同的月变化和日变化特征,Rs与Qp的平均日累计值分别为20.2 MJ·m-2和37.2 mol·m-2,Qp呈逐年递减趋势.Rs与Qp的月变化表现为6月最大、1月最小,其最大、最小值分别为25.4 MJ·m-2、14.0 M J·m-2和48.7 mol·m-2、25.2 mol·m-2.日变化表现为正午大、早晚小.光合有效辐射系数(Qp/Rs)的变化范围在1.3～3.2 mol·MJ-1之间,年平均值为1.89 mol·MJ-1,呈逐年递减趋势,2010年比2005年降低了6.7％.Qp/Rs的日变化表现为早晚大、正午小,季节变化表现为夏季最大、春秋季次之、冬季最小,而且夏、冬两季的季节变化较为明显,冬季比夏季低10.6％.通过分析Qp与晴空指数和太阳天顶角之间的关系建立了拉萨地区Qp的估算方程,相对误差在4.49％左右.     

额济纳地区苜蓿地光合有效辐射(PAR)的基本特征

利用额济纳地区查干毛道饲草料基地（主要种植苜蓿）内2001年6～9月的辐射观测资料．对该荒漠绿洲的光合有效辐射（PAR）的月变化、日变化、极值及其所占太阳短波辐射比例ηQ的一些基本特征作了分析和讨论,并与张掖、临泽、太湖地区及美国Texas站作了比较,发现该地区PAR的夏季总量、月平均日总量及各项极值都大于前述其它站点,辐射资源十分丰富;晴天日和阴天日PAR的变化有明显的区别;对于ηQ,云和水汽、太阳辐射强度、光周期对它都有影响。     

基于日照时数的光合有效辐射估算方法研究

区域日序、时序光合有效辐射的准确估算是揭示区域农林产量、品质形成机理不可或缺的数据源.基于广西武鸣2018年10月1日至2020年3月31日地表太阳总辐射、光合有效辐射等观测数据,统计分析了日序及其各时次地表太阳总辐射、光合有效辐射曝辐量与其对应的日照的变化关系.结果 表明,日序及其各时次的晴空指数与其对应的日照百分率呈现二阶函数变化,而日序及其各时次的光合有效系数与其对应的晴空指数的自然对数呈现良好的线性变化关系,尤以农作物、林果等主要生长季的4-11月期间效果最佳.由此而构建的基于日照时数的日序及其时次光合有效辐射估算模型,对弥补农林产量、品质构成的光合作用影响机理研究等所需的基础数据源有非常重要意义.     

禹城地区光合有效辐射的计算方法

利用2005年7月-2006年10月在山东禹城对太阳辐射（包括光合有效辐射PAR、可见光辐射VIS、总辐射Q等）、气象要素等进行的4次综合观测资料,初步得到了朋R,VIS的日、季节变化特征并对其进行了分析,结果表明：各辐射的小时累计之比vIS／Q,PAR／Q,PAR／VIS相对稳定,其平均值分别为0．39,1．95（mol／MJ）,4．97（mol／MJ）,但它们均有明显的日、逐日、季节变化,并受水汽、气溶胶、云等因素的影响。同时建立了实际天气PAR,VIS的小时累计经验公式及其转换关系,计算值与观测值均比较接近。当考虑水汽和散射因子时,PAR,VIS的计算值与观测值的相对偏差分别为11．1％,10．6％。限于实际情况,可以只考虑水汽因子的作用来计算PAR和VIS的小时累计值,它们的相对偏差分别为13．3％,12．6％。水汽因子对于PAR,VIS的传输和计算具有重要作用。     

振筒气压仪性能测试

根据R97国际建议和《JJG 875-94数字压力计检定规程》关于对振筒气压仪的性能指标要求，对我国气象、民航等各行各业使用的振筒压力仪(型号为DQZ-1)进行了静态性能测试(重复性、非线性和迟滞)、温度测试、湿度测试、短期稳定性试验以及长期稳定性试验。通过对大量实验数据的分析研究，得出振筒气压仪测量误差的主要来源，这对于提高大气压力测量的准确度是非常有益的。     

不同天气条件下地基微波辐射计探测性能比对

利用探空数据和毫米波云雷达数据,对在大气探测试验基地同址观测的国内外3种型号地基微波辐射计进行1年（2016年10月—2017年9月）的比对分析,重点分析不同型号地基微波辐射计在晴空和云天下温、湿观测性能特征。结果表明:3种型号地基微波辐射计温度与探空相关系数均超过0.98,达到0.01显著性水平;晴空条件下,德国及国产地基微波辐射计温度平均误差均在±1℃以内（前者为负偏差,后者为正偏差）,误差较小,美国地基微波辐射计系统偏差约为-1.8℃;3种型号地基微波辐射计均方根误差随高度递增,整体均方根误差以德国地基微波辐射计2.2℃为最小,美国地基微波辐射计3.8℃为最大;在有云条件下,3种型号地基微波辐射计平均误差分布较晴空条件下无明显变化,均方根误差较晴空条件有约增加0.5℃。3种型号地基微波辐射计均呈晴空相对湿度误差小于云天误差,低空误差小于中高空误差的特点;晴空条件下,美国与国产地基微波辐射计相对湿度均方根误差分别为15%和18%左右,小于德国地基微波辐射计;云天条件下3种型号微波辐射计均方根误差均较大（26%左右）。     

成都地区T639数值预报产品本地化预报性能检验

通过对T639数值预报产品中影响成都地区的关键气象要素,从海压场、高空流场和温度场等几方面进行分析检验,了解T639的预报性能,找出它在本地化应用中的特征。通过分析一次重要天气过程中T639数值预报产品的数据,同ECMWF进行各个时效的对比,找出它与目前成熟数值预报模式之间的差距和优势,为预报员在本地化应用中更好的发挥其预报性能做一点参考。     

ECMWF细网格TP产品在北疆降雪天气中的预报性能检验

基于升级后的EC细网格TP降水量预报产品,对北疆2015年17场降雪天气的12h累积降雪量,主要运用平均误差、平均绝对误差和均方根误差进行了检验。结果表明,该模式在北疆降雪天气预报中小雪的预报准确率最高,暴雪最小;预报准确率随时效的延长并非都是减小的;小雪空报率较高、暴雪漏报率较高,中雪和大雪空报率和漏报率都不容忽视;小雪和中雪的3种误差均较小,随时效的延长变化较小;强降雪(大雪及以上量级)的误差较大,随时效的延长有增大的趋势;模式对小雪的预报总体为系统性偏大,对强降雪预报则为明显的系统性偏小,对中雪的预报系统性偏向不稳定。     

北京区域环境气象数值预报系统及PM2.5预报检验

基于北京地区快速更新循环同化预报系统 (BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案,建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM2.5浓度、能见度和APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation) 期间预报效果检验结果表明:该系统对京津冀及周边地区PM2.5浓度的预报效果较好,大部分站点的相关系数在0.6以上,特别是北京的部分站点可达0.8以上,预报结果相比观测总体偏低,随着预报时效的延长,24 h之后预报效果略有下降。相比人工观测,能见度预报结果与自动观测能见度更加接近,对持续性低能见度过程预报与实况吻合较好,对于小时能见度低于10 km的分级检验显示,预报准确率从77%左右逐级下降,2 km以下在40%左右。2014年APEC期间,系统很好地预报出北京地区空气质量指数、PM2.5浓度和能见度的时空演变特征,为APEC期间环境气象预报服务提供了有力的技术支撑。     

祁连山海北高寒草甸地区植物生长期的光合有效辐射特征

分析了祁连山海北高寒草甸地区 1998年植物生长期内光合有效辐射 (PAR)的日、季节变化特征。结果表明 :PAR日变化与太阳总辐射 (Eg)日变化趋势一致 ,表现为单峰型变化过程 ,日总量最大可达 11.7MJ·m-2 左右。植物生长期内的 4月下旬～ 9月中旬季节变化较为复杂 ,雨季来临之前的 4～ 6月较高 ,其它时间较低 ,旬平均最高在 5月达 85 .2 3MJ·m-2 。PAR在Eg中所占的比例 (η)晴天状况下日平均在 0 .36～ 0 .41之间 ,阴天稍高 ,植物生长期内 η的旬平均在 0 .32～ 0 .43之间。分析还表明 ,PAR与Eg日总量具有很好的正相关关系 ,从而可依Eg的变化量来估算PAR。同时计算表明 ,海北高寒草甸地区植物群落对PAR的光能利用率为 0 .5 8%左右     

多种均一性检验方法比较研究

气候资料的均一性检验对气候观测及变化研究有着重要作用。本文从四川省160个台站近50年气温资料中,选取具有连续观测记录的站点105个,综合SNHT(标准正态均一性检验)、Buishand检验、Pettitt检验、MASH(均一性序列多元分析)、TPR(二位相回归检验)和von Neumann比率法,对该省年平均气温进行均一性检验。结果表明有42个台站存在序列间断点,占40%;而不均一台站中,因迁站导致的有29个,更换仪器引起的有19个。对气温序列分年代统计发现不均一台站数目有增加的趋势,其中20世纪60—70和80—90年代不均一性均由台站迁移所致。评估不同检验方法的敏感度和适用性,发现SNHT法与Buishand法、Pettitt法检验结果相符率为48.6%,TPR法与其他方法相符率偏低,但该法不涉及邻近站是否均一,在分析中可做补充判断。参考四川省地形特征分析,SNHT法在盆地及山地台站的断点显露率最高,分别为67.6%和57.1%,漏检和误判较少;高原地区SNHT法和Buishand法显露率较高,其中Buishand法漏检和误判率最低。鉴于减小对元数据依赖度的均一化检验思路,应采用多种检验方法综合,有助于气候资料在区域气候变化研究中的有效利用。     

太阳能资源观测仪器（总日射表）性能测试方法

为了保证观测数据的准确性,必须建立全面的辐射表性能指标检测体系,对辐射仪器的性能指标进行测试.依据世界气象组织(WMO)和ISO 9060的相关规定,在总日射表检定规程的基础上,试验和研究总日射表的零偏移、分辨率、方向响应、非线性误差等性能指标.光电型总日射表与光热型总日射表相比有明显的光谱选择性,在光谱范围、响应时间、测量原理、结构材料等方面均存在不同,因此二者的测量方法也存在差异.在非线性测试中,双光源叠加法被用以取代传统的太阳模拟器法.研究表明,选择总日射表的方向响应误差来指定仪表在各方向上的性能以及规范总日射表的分类,比用余弦响应误差和方位响应误差有更多的优点.