青藏高原夏季的散射辐射

本文讨论了青藏高原夏季的散射辐射状况,着重分析了太阳高度角、大气透明度、拔海高度和云状、云量对散射辐射的影响,计算并分析了Berlage系数α和散射辐射日总量的变化特点。     

青藏高原夏季的散射辐射

本文讨论了青藏高原夏季的散射辐射状况,着重分析了太阳高度角、大气透明度、拔海高度和云状、云量对散射辐射的影响,计算并分析了Berlage系数α和散射辐射日总量的变化特点。     

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。     

第三讲 山地温度况状的分析和推算(一)

影响山区温度条件的因素较多,但从气候上说,主要还是宏观地理条件(测点经、纬度,离大水体远近,所在大山系的走向以及宏观的气候背景条件等),测点拔海高度,地形(坡向、坡度、地形类别、地平遮蔽度等)和下垫面性质(土壤、植被状况等)四种。其中尤以拔海高度和地形的影响最显著。本讲着重介绍这些影响的主要特点。 一、山区温度随拔海高度的分布 1.山区平均气温直减率 讨论山区气温随拔海高度的变化应区分两种情况,一是在自由大气中气温随高度的变化;另一是山区气温随测点拔海高度的变     

第五讲 山地降水状况的分析

一、山区降水的一般特点 在山区,拔海高度和地形是影响降水分布的决定性因素。这主要表现在四个方面:其一是随着测点拔海高度的增高,大气中的水汽含量减少;二是地形对气流和天气系统的动力作用,可增加迎风坡的降水;三是地形起伏所造成的局地环流能促进上升运动而引起降水;最后是地形起伏对降水再分配的     

晴空与有云大气辐射分布的数值模拟及其对全天空图像云识别的应用

全天空图像自动云识别的研究相对来说是一项较新的研究领域。当前国际上较为通用的全天空图像云识别方法主要依靠图像蓝红灰度值对比的阈值方法进行判断。然而非洁净大气中气溶胶的增多给云识别增加了难度,同时太阳高度角不同天空色度分布情况也不同。文中利用Libradtran辐射传输模式,计算了不同能见度不同太阳高度角情况下3个典型波长(450,550,650nm;蓝/绿/红)无云及有云大气的天空辐亮度分布情况,并进行了比较分析。结果表明,相同太阳高度角情况下,无云及有云大气中蓝红比值随能见度的下降呈单调下降趋势。在特定的云光学厚度和能见度情况下,天空色度彼此呈现出类似的分布状况。全天空图像阈值判断云识别自适应算法的建立需要与太阳高度角、地面能见度联系起来。当前尚无法建立一个判断阈值随太阳高度角以及能见度变化的函数关系式。较为可行的办法是建立典型能见度、典型太阳高度角情况下的辐射信息库,在具体云识别时,首先确定太阳高度角,而后根据天空辐射比情况确定天空能见度,并利用辐射信息标准库做云或非云判别。该工作为全天空云识别算法提供判别依据,同时建立云识别随能见度和太阳高度角变化的判别信息库。     

北京地面紫外辐射（光谱）的观测与分析

通过对北京大气物理研究所与长春光机所合作研制的地基太阳紫外辐射光谱仪观测资料的分析，和用辐射传输模式UVSS计算的结果，对影响到达地面的UVB辐照度的主要因子太阳高度角（SZA）、臭氧总量和地表反照率进行了分析研究。最后对紫外光谱仪的观测资料做了总量和谱分析。     

试论紫外线对新疆棉花品质的影响

分析南北疆多年平均白天及夜间有效时积温结果,南疆均优于北疆。而紫外线辐照度与棉纤维卜氏强力有相反趋势,与含糖量有显著正相关,相关系数达O.783。即使在一个很小的博乐地区内,也表现为棉花品质随海拔高度升高而降低。     

云层与气溶胶对大气吸收太阳辐射的影响

云通过辐射过程对地气系统的能量平衡起着特别显著的调节作用 ,是影响天气、气候以及全球变化的重要因子。近年来 ,有云大气对太阳短波辐射的“异常吸收”又成为云—辐射研究中的一个争论热点。有云大气的短波吸收受到多种因素的影响 ,关于这方面的研究还不够充分。本文通过计算 ,从理论上探讨了若干因素的组合对大气吸收的综合影响。在计算中 ,同时考虑了不同太阳辐射波段、不同太阳入射天顶角、不同云顶高度以及不同下垫面的影响 ,并考虑了包含大气分子、气溶胶和云滴的吸收与散射 ,以及在近红外波段大气自身的热辐射等过程 ,阐明了云与气溶胶在不同波段对大气吸收太阳辐射的影响。     

基于EC细网格数值预报产品的太阳辐照度订正技术

太阳辐照度与光伏电站发电功率密切相关,其预报的准确性直接影响发电功率预报的准确性。根据光伏电站太阳辐照度实况、气象站实况、WRF(Weather Research and Forecast Model)模式辐照度预报、EC细网格数值预报以及太阳理论辐照度,利用逐步回归法开展太阳辐照度预报订正研究,得到以下结论:①太阳辐照度实况与太阳理论辐照度的比值与EC细网格数值预报中气象要素的相关性优于太阳辐照度实况与气象要素的相关性;②不同时刻影响太阳辐照度的气象因子存在差异,通过逐步回归法建立不同时刻太阳辐照度预报模型;③在非晴天情况下,回归预报辐照度相对均方根误差比WRF模式预报辐照度降低10%左右,减小了辐照度预报误差。该研究成果在光伏电站的新能源数值预报服务中有一定的应用价值。     

一种基于MEA BP的太阳辐射反演算法

基于光电原理的日照计即将在全国推广应用,以光照度观测数据为主反演太阳辐射数据可以有效弥补太阳辐射观测站数量不足的现状。针对现有的太阳辐射反演方法的不足,提出一种融合主成分分析(PCA)、思维进化算法(MEA)和BP神经网络的复合模型,利用太阳光照度、太阳高度角、温度和湿度观测分钟数据反演太阳辐照度。首先,以晴空指数为依据,基于概率神经网络(PNN)分类法,将天气类型分为晴、云、阴3类,分类准确率达到96.6948%。再利用PCA降维后的4个影响因子,对3类天气分别采用BP、GA-BP和MEA-BP法反演太阳辐照度,与标准辐射表的实测数据对比。结果表明:晴、云、阴的MEA-BP模型的决定系数最高达到0.9958,与单一BP模型相比,RMSE分别降低了49%、32.45%和10.64%;相比于GA-BP模型误差,MAPE最高减少了42.54%。本文所提出的MEA-BP复合模型的泛化能力得到了有效提高。     

敦煌地区晴空散射辐射影响因子的统计特征

利用敦煌地区1981—1983年全年及1984年与1985年1～2月的日射观测资料,统计分析了敦煌地区晴空下散射辐射与太阳高度角、大气柱气溶胶垂直光学厚度等影响因子的关系,用最小二乘法拟合得到了相应的函数关系式。拟合结果表明：晴空下散射辐射与太阳高度角符合幂函数关系;晴空下散射辐射随大气柱气溶胶光学厚度线性增长。     

太阳直接辐射的分光测量

利用热电式相对日射表和八种有色玻璃滤光片,于1975—1978年先后在我国七个地区(共十个测点)进行了太阳分光辐射的测量,获得了2698组资料。根据这些资料,分析了太阳高度、季节、地理纬度和海拔高度以及气溶胶和水汽等大气成份对各波段的太阳分光辐射的影响。最后,用大气质量、浑浊度系数和地面绝对湿度三个物理量作参数,以表格的形式列出了各波段分光辐射的相对通量值。     

第四讲 山地温度状况的分析和推算(二)

四、山区的低温和霜冻 测点拔海高度和地形条件对山区热量状况的影响,主要表现在山区低温和霜冻的分布上。 1.拔海高度对低温,霜冻的影响     

太阳活动与高原积雪及东亚环流的年代际相关分析

太阳活动影响气候系统的研究对认识全球气候变化具有重要的意义,本文利用太阳射电通量资料、太阳总辐照度重建资料和太阳黑子数观测资料,应用相关统计方法研究了太阳活动与冬季青藏高原积雪以及东亚地区大气环流的年代际相关关系。结果表明:在去掉太阳11年显著周期的更长时间尺度上,太阳活动超前调节着冬季青藏高原积雪以及东亚大气环流,其中高原积雪滞后太阳射电通量第4年滑动平均年相关最显著,相关系数达到0.8013,通过0.05的Monte-Carlo显著性水平检验;高原冬季积雪与北极涛动和东亚冬季风之间也存在显著的同期和滞后年代际相关关系。     

横断山脉中段云岭白茫雪山的大气混浊度

本文根据1983和1984年横断山脉中段云岭白茫雪山东坡三个不同拔海高度(4292m、3760m和2025m)上测量的太阳直接辐射资料,计算并分析了云岭白茫雪山林克大气混浊因子T_P。T_P随拔海高度的升高而减小,不同拔海高度上T_p的年变化趋势基本一致,最大值出现在7、8月份,最小值在11月份。若将T_P分成气溶胶混浊因子T_R和水汽混浊因子T_W(T_P=1+T_R+T_W),水汽混浊因子T_W的年变化趋势与降水分布相吻合,气溶胶混浊因子T_R呈相反的变化趋势。地处干热河谷的奔子拦,由于局地气候的影响,其混浊度较大,接近海拔50m的北京,年平均值为3.09。     

中国紫外线强度预报方法研究

从大气辐射传输的物理机理出发,估算正午晴空地面紫外辐照度,进而利用云量和气溶胶等要素对晴天紫外辐射进行修订,最终获得非晴空地面日最高紫外辐照度,并基于此方法建立紫外线强度预报模型。结果表明:新建立的紫外线强预报方法与原来中国紫外线强度预报方法相比,有效地提高了紫外线强度的预报准确率,可以满足紫外线预报业务的需求。此外,新方法对晴空紫外线强度的预报效果最好,对阴天紫外线强度的预报能力相对较差。     

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。     

计算高度差订正值公式的由来

新规范对气压表水银槽拔海高度低于15米的测站,规定可用公式C=34.68h/ 273(毫巴)计算高度差订正值,进而求得测站的海平面气压。式中h为测站气压表水银槽拔海高度,为测站多年的年平均气温,所以高度差订正值C是一个固定值。 这个公式及常数34.68是如何求得的?下面作一简单介绍。 由大气静力学基本方程: dp=-ρgdz (1) 其中dp为从大气层中所取单位截面积的一段气柱的顶部与底部之气压差,单位为毫巴;dz为该气柱上下的高度差,单位为米;ρ为干空气密度,单位为千克/立方米;g为重力加速度。通常取值为9.8米/秒~2。     

北京地区一次重污染天气气溶胶分布与传输特征研究

针对北京地区2004年10月26～31日的一次典型重污染天气个例,分析了此次污染过程产生的天气背景和污染物对近地层接收太阳总辐射的削减作用,同时应用MODIS卫星遥感气溶胶产品和地面风场的分布分析了大气污染物的分布和输送特征。结果表明,此次污染过程与大尺度的天气背景有密切关系,地面气压减小和偏南气流导致了此次污染过程;通过比较中国科学院大气物理研究所325m铁塔观测到的2m和280m高度处太阳总辐射可知,在空气质量较好天气,地面以上2～280m大气能够减少太阳总辐射的15%;而在重污染天气时,地面以上2～280m大气能够使太阳总辐射减少20%以上,低层大气显著地影响城市区域下垫面和大气之间的辐射交换;分析MODIS气溶胶分布和地面风场可知,此次污染过程可能是局地污染物积累和外界污染输送造成的。