以前1万年至未来3千年天文辐射时空分布的长期演变

大气上界太阳辐射又称为日射、完全透明大气的太阳辐射、入射太阳辐射、没有大气时的太阳辐射或天文辐射等等。本文均采用“天文辐射”一词。它较好地揭示了大气上界太阳辐射日变化、年变化与随纬度分布的原因实质(即地球自转角速度、赤纬、日地距离等天文参数的变化及地理纬度的分布)。而且,天文辐射在地质时代的长期演变也主要取决于地球轨道参数(黄赤交角、偏心率及岁差)的周期性变化。这主要是由于太阳系中的其他8个行星以及月亮等施加的引力所造成的。根据以上的分析可以认为,采用天文辐射一词是较为确切的。它从天体力学角度揭示了大气上界太阳辐射时(日变化、年变化、长年变化)空(地理纬度)变化的原因实质,相对于其他学术词汇而言,含有实质性的信息量。     

成都市太阳辐射时间变化特征及对气候因子的影响

基于成都市1991至2020 年太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、气温、蒸发、日照时数等气象资料,采用线性趋势、Maan-KendaⅡ等方法研究太阳辐射的年、月、日变化特征,以及太阳总辐射的变化对气温、蒸发等气候因子的影响。结果表明：太阳总辐射、直接辐射逐年增多趋势明显,线性倾向率分别为29.69、20.25 MJ·m-2/a;太阳总辐射2010 年出现突变,突变年后较突变年前年平均太阳总辐射增多497.22 MJ·m-2。散射系数呈逐年减小趋势,线性倾向率为每10 年减少0.6。太阳总辐射与气温、蒸发、日照时数呈正相关,均通过显著性检验。太阳总辐射每增加10 MJ·m-2/a,年平均气温升高0.006℃,日照时数增加1.7 h,蒸发量增大1.2 mm。对太阳辐射增加的原因分析,人类活动造成的气溶胶含量减少可能是太阳辐射增加的一个原因。     

1960-2005年京津冀地区地表太阳辐射变化及成因分析

利用1960—2005年京津冀地区的地面太阳辐射资料,综合分析了该地区45年太阳辐射的分布状况和变化趋势,并结合云量、降水量、气溶胶光学厚度和大气含水量,分析了该地区太阳辐射的变化原因。结果表明:(1)京津冀地区的太阳辐射并没有出现20世纪80年代末到90年代中期的"变亮"现象;同期冬、春季总辐射下降,夏、秋季上升;(2)在1985—1997年间,依据总辐射变化情况,京津冀地区被分为截然相反的两个区域:东部地区总辐射增加,倾向率为1.016 MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;西部地区总辐射减少,倾向率为10.092MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;(3)总辐射增加的区域,主要是由于云量减少、降水量减少所伴随的日照时数增加以及气溶胶光学厚度降低所造成的;(4)总辐射减少的区域,云量、气溶胶光学厚度和降水量变化并不显著,总辐射持续减少。     

1960—2018年中国日照时数变化及其与大气环流的关系

日照时数是反映太阳辐射强弱的重要指标,是衡量一个地区太阳能开发潜力的重要依据,同时也是表征气候变化的重要气候要素之一,分析日照时数变化及其影响因素对于农业生产、太阳能资源开发具有重要意义。基于中国595个气象站点1960—2018年逐日日照时数数据,选取3个指数(年平均日照时数、日照时数≥3 h·d-1的天数和日照时数≥6 h·d-1的天数)量化日照时数变化,并分析了中国日照时数指数变化趋势及其与大气环流的关系。(1) 中国日照时数空间分布不均,日照时数高的地区分布在青藏、西北、华北地区。青海冷湖是中国年平均日照时数最长和日照时数≥6 h·d-1的天数最多的区域;四川盆地是中国年平均日照时数最短、日照时数≥3 h·d-1和≥6 h·d-1的天数最少的区域。中国年平均日照时数、日照时数≥3 h·d-1和≥6 h·d-1天数由最低值的四川盆地向高纬度、高海拔地区增加。(2) 1960—2018年中国年平均日照时数、日照时数≥3 h·d-1和≥6 h·d-1天数均呈显著减少趋势(P<0.001),其中东北的南部、华北地区、华南地区及新疆的中部地区日照时数指数均呈显著下降趋势(P<0.001);而青藏高原、黄土高原和云贵高原的大部分地区日照时数呈不显著上升趋势。(3) 日照时数变化受大气环流的影响显著。日照时数年际变化与亚洲区极涡强度指数呈显著正相关(P<0.001),与北极涛动指数和西太平洋副高强度指数呈显著负相关。中国东部地区大气环流主要通过影响天气进而影响日照时数变化的。研究结果可为区域太阳能资源合理开发利用和日照时数变化预测提供参考。     

海河流域太阳辐射计算模型评估及时空变异规律

太阳辐射是气候形成和演变过程中重要的驱动力,研究太阳辐射的计算模型及时空变异规律对地球和气候系统意义重大。根据1960-2012年海河流域6个站点太阳辐射资料和45个站点日照时数、气温等气象资料,建立了4种太阳辐射计算模型,采用平均相对误差和Nash-Sutcliffe效率系数评估模型精确程度,在此基础上利用优选出的模型计算45个站点多年逐月太阳辐射值,进而研究海河流域太阳辐射的时空变异规律。结果表明:Angstr9mPrescott模型最适用于估算海河流域的太阳辐射;从时间变化来看,海河流域1960-2012年太阳辐射总体上呈显著下降趋势,平均变化速率为-10 MJ·m-2·a-1,春夏秋冬四季均呈现显著减少趋势,其中夏季减少幅度最大,其次是秋季,春季和冬季减少幅度最小;从空间分布来看,海河流域西北地区多年平均太阳辐射值最高,南部低纬度区域太阳辐射最低,除丰宁站以外的44个站点均呈现太阳辐射减少趋势,最大减少幅度达-27 MJ·m-2·a-1,减少趋势最为明显的是中南部地区。人类活动造成的大气污染物增加可能是海河流域太阳辐射减少的主要原因。     

阳泉市城市化发展对日照时数影响的分析

针对山西省阳泉市平定近年日照时数异常减少的情况,利用阳泉市3个地面气象站资料,从影响日照时数的气象因素和社会发展因素出发,比较分析了阳泉市各地城市化发展对日照时数影响的差别,找出平定日照时数异常减少的原因。结果表明:在霾日数、总云量、降水量、相对湿度等相关的气象要素中,平定日照时数的变化与霾日数相关性最强;平定、阳泉日照时数与霾日数显著负相关,日照时数的大幅减少与霾日数的大幅增加相伴;平定、阳泉主要城市发展因子与霾日数显著正相关,与日照时数显著负相关,城市化发展使平定、阳泉大气污染物增加、霾日数增加、大气透明度下降、日照时数减少。城市化发展对日照时数的影响与城市化发展速度及地理地形形成的大气污染扩散条件有关。平定城市化急剧发展与山间盆地地形的共同因素导致平定日照时数异常减少。     

加强人影工作 减缓气候变化给人类造成的灾害

1气候变化及其对人类的影响气候系统是包括大气、海洋、陆地、冰雪以及生物圈在内的庞大系统。引起气候系统变化的原因有多种,概括起来可分为自然的气候波动和人类活动的影响两大类。气候波动主要包括太阳辐射的变化以及火山爆发等。人类活动主要包括人类燃烧化石燃料、毁林等引起的大气中二氧化碳等温室气体浓度的增加,以及陆面覆盖和土地利用的变化等等。在气候系统中没有提到人类,但从19世纪末开始,人类活动已经成为气候变化的重要原因。人类对气候无意识的影响是值得注意的新的因子,正因为这个新因子的出现,打破了原有各个因子之间的平…     

我国东南沿海地区城市太阳辐射变化差异及其影响因素分析

基于东南沿海地区6个主要代表城市1961—2009年的逐日地面辐射数据和其他气象数据,利用线性回归、多元回归方法,探讨了近半个世纪以来6个城市太阳辐射的变化特征;通过逐步回归、通径分析方法,探讨了导致6个城市太阳辐射变化的主要影响因素。结果表明:福州、广州、汕头、桂林、南宁和杭州6个城市总太阳辐射在1960—1970年代由“亮”变“暗”,开始“变暗”时间分别为1963、1963、1963、1964、1963和1967年;在1980—1990年代由“暗”变“亮”,开始“变亮”的时间分别为1989、1995、1981、1991、1984和1989年。在总太阳辐射“变暗”阶段,福州、广州是低云量占主导因素;汕头、桂林、南宁是能见度占主导因素;杭州是总云量占主导因素。在总太阳辐射“变亮”阶段,福州、杭州是总云量占主导因素;广州是低云量占主导因素;汕头是能见度、日照时数占主导因素;桂林、南宁是日照时数占主导因素。总的来说,我国东南沿海地区太阳辐射变化主要受到低云量、气溶胶、总云量、日照时数的影响。由此看出,我国东南沿海地区各城市之间影响总太阳辐射变化的主体因素是不一样的。      

根据大气光学厚度的变化来推算臭氧总含量

目前,为测量大气中的臭氧总含量,广泛使用工作在紫外波区的光学仪器。但是,就其方法本身而言,由于在紫外波区,臭氧对太阳辐射的吸收系数依赖于大气温度以及太阳辐射在紫外区的稳定性相对较差等原因,使得这种方法的精度受到了限制。另外,由于在紫外区臭氧对太阳辐射的吸收系数随波长变化很快,所以一般需要比较复杂的光学仪器,     

气溶胶大气对太阳辐射的吸收

大气气溶胶对大气吸收太阳辐射的影响有许多人研究过。目前计算大气吸收太阳辐射的数值模式多数仍忽略大气气溶胶的作用。大气气溶胶一方面本身吸收太阳辐射;一方面对太阳辐射多次散射,使阳光在大气中传输更长的路程,增加了吸收物质对太阳辐射的吸收。计算表明:大气气溶胶对大气吸收太阳辐射的作用是显著而不能忽略的。     

从能见度、日照的变化探讨大气污染

文章用呼和浩特近30年资料，分析了能见度、日照的变化。表明，能见度存在明显的季节变化，夏季能见度较好，春季次之，秋季再次，冬季最差。通过对呼市地区的日照时数、总云量变化的分析，发现近40年来日照时数和总云量均呈减少趋势，表明大气混浊度的增加主要是人类活动的影响。     

浅谈下垫面性质对乌兰察布市气温地理分布的影响

太阳辐射、大气环流和下垫面性质（如水、陆、地形、土壤、植被等）是形成和影响气候变化的主要原因,它们相互联系,综合影响,其中起主要作用的因子是太阳辐射,但地形地理在一定的条件下对太阳辐射和大气环流起到一定的制约作用,使某些要素改变了原来的分布规律,乌兰察布市的气温、降水等气候要素分布,就是下垫面在其中起了主要作用。     

近50年来鄂尔多斯地面太阳辐射的变化及与相关气象要素的联系

根据部分气象台站1961-2006年期间的观测资料, 分析了鄂尔多斯高原地面太阳辐射的年变化和年际变化特征, 也联系该地区云量、 降雨日数、 能见度、 沙尘暴日数和相对湿度等相关气象要素的资料的变化, 分析了该地区太阳辐射变化的可能原因以及这些变化对该地区太阳能资源利用的影响。结果表明： 鄂尔多斯高原地面太阳辐射的年变化与该地区天文辐射的变化基本一致, 夏季的云量对太阳辐射的削弱作用最强, 春季的沙尘气溶胶和较多的中高云量使该地区散射辐射的比例明显增加, 而直接辐射的比例明显减少; 近46年鄂尔多斯高原的地面太阳辐射量和直射比均呈总体减少的趋势, 但在1992年以后略微增加\.因太阳辐射变化的原因十分复杂, 进一步更深入的研究是需要的。     

呼和浩特市近46年日照时数变化特征及影响因素分析

利用呼和浩特市1961—2005年逐月日照时数以及与日照变化相关的总云量、低云量、烟雾日数和浮尘日数等资料,采用数理统计方法,分析了呼和浩特市日照的变化及日照减少的可能影响因素。结果表明:呼和浩特市日照时数近46年减少了377小时,减少趋势非常明显,并呈阶段性变化;1989年之前为日照时数偏多期,从1987年日照时数开始减少,在90年代之后下降趋势明显加快。这与20世纪90年代之后低云量、总云量和雾日数增加的增加趋势相一致。说明90年代后期低云量、总云量和雾日数的增加,是导致呼和浩特市日照减少的主要原因。     

天津地区近40年日照时数变化特征及其影响因素

对天津市区、西青、蓟县、塘沽4个站1961~2003年日照时数以及对日照有影响的云量、水汽压和地面能见度等资料的进行了统计分析。结果表明:天津地区日照时数呈明显的下降趋势,1961~2003年4站气候变化率分别是为每10年-177.3-、165.2-、174.1-、145.6 h。与60年代相比,90年代4站的年日照时数分别减少了425.1、403.4、486.03、77.5 h,相当于市区每日的日照时数减少了1.2 h、西青1.1 h、蓟县1.3 h、塘沽1.0 h。40年来云量和水汽压的变化不大,而地面能见度呈下降趋势。能见度下降可能主要是对流层大气气溶胶含量上升的结果,这是造成天津地区日照时数减少的主要原因。     

近54年久治地区日照时数变化特征分析

利用久治气象站1963—2016年的日照时数、降水、云量等资料,采用气候变化趋势分析和滑动T检验方法分析了54a来久治地区日照时数变化特征及其变化原因,结果表明:54a来久治地区日照时数以10.34h/10a的倾向率增加,20世纪60年代是日照时数偏少期,21世纪日照时数增加明显。日照时数在四季中变化各异,均以不同的速率增加,冬季、春季、夏季和秋季的日照时数分别以5.98h/10a、1.39h/10a、1.51h/10a和5.60h/10a的速率增加,冬季日照时数增加最明显。各月日照时数变化各不相同,12月份日照时数最长,9月日照时数最短;1月和12月的日照时数分别以-1.17h/10a和-1.56h/10a的速率减少,其余月份的日照时数以不同的速率增加,其中9月增加最快,倾向率为5.06h/10a。相关分析得出降水量和总云量是久治地区日照时数变化的主要因子,降水量和日照时数呈正相关关系;总云量和日照时数呈负相关关系,四季的日照时数与低云量均存在负相关关系。通过5a滑动检验结果表明,1982年前后日照时数发生了由少向多的突变。     

朔州市近50a日照时数变化特征及影响因子

利用朔州市气象局观测站1961～2009年日照、云量、风速及烟、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴等气象资料,采用数理统计方法,初步分析了朔州市日照时数的年、季、月的变化特征、趋势及引起日照时数变化的因子。结果表明:朔州市年日照时数呈明显的减少趋势,其趋势变化率为-118.1h/10a,并呈现出阶段性变化的特征;1980年之前为日照时数偏多期,1980年后日照时数开始减少,1990年后减少趋势明显加快;从季节变化来看四季总的趋势是减少的,其中夏季比较明显,且变化幅度最大,对年日照时数的变化影响较大;各月日照时数变化趋势基本一致,呈不同速率的减少趋势,其中5月最为明显。近50a朔州市的年风速呈明显减小趋势,尤其是20世纪90年代以后快速减小,与朔州市自1990年代起经济规模的快速增长特别是煤炭行业的快速发展及城市化进程加快相对应,说明人类活动特别是工业排放污染物的急剧增长,导致大气气溶胶增加,空气污染逐年加重,加之风速逐年减小,利于大气气溶胶在低空积聚,造成大气透明度降低,日照时数减少。     

厄尔尼诺的成因分析和影响预测

利用１９５３～１９９５年资料,通过形成气候的太阳辐射、大气环流和地理环境三大因子,研究了厄尔尼诺的形成原因、出现规律和对辽宁旱涝灾害的影响。发现厄尔尼诺的出现与太阳辐射在太阳黑子１１年周期中的平均变化波谷相一致,表明厄尔尼诺是在特定的地理环境下,主要是由太阳辐射减弱的周期性变化,通过大气、海洋耦合作用形成的。运用厄尔尼诺在太阳黑子活动１１年周期中各位相的出现规律和影响就可以进行预测,并预测下一次厄尔尼诺将在２００１年附近出现,辽宁２００１或２００２年将发生洪涝灾害。     

全球增暖的另一可能原因初探

太阳是地球流体(大气和海洋等)运动的最终能量源,地球环境,尤其是气候的变化不能不与太阳活动有关.目前,普遍将全球增暖归结为温室气体含量增加所导致的温室效应的加剧,这无疑是有一定依据和有道理的.但从科学上来讲,人类活动所引起温室气体增加的影响,并非是唯一原因.基于已有的一些研究结果,从太阳活动的观点所进行的初步分析表明,太阳活动也可能是引起近世纪全球增暖的另一个重要原因.太阳活动的影响主要包括太阳辐射的直接影响和引发地磁场变化的间接影响两个方面,地球磁场的变化将可通过动力过程和热力过程而影响大气环流和气候的变化.     

贵州玉屏县53a日照时数变化特征分析

对玉屏县53 a日照时数变化分析得出:53 a来日照时数呈显著减少,趋势为57.28 h/10 a。表现出3个主要下降时段,即20世纪70—80年代初期、80年代后期—90年代中期,2000年以后为第3个下降阶段;四季日照时数均呈减少趋势,夏季减少幅度最大,为30.94 h/10 a,春季减少幅度最小,为6.37 h/10 a;夏季日出时间90年代之前多在05—06时,90年代以后推迟到06—07时,且随年代变化这段时间的日照时数显著减少;日照时数减少趋势与总云量、降水量、降水日数、雾等视程障碍现象无关,可能与观测站环境的改变以及大气中悬浮的大气气溶胶的变化有关。